JP3466981B2

JP3466981B2 - 電子線装置およびスペーサの製造方法

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Publication number: JP3466981B2
Application number: JP2000037454A
Authority: JP
Inventors: 靖浩伊藤
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Publication date: 2003-11-17
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置等の画像
形成装置に応用される電子線装置およびスペーサの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放出
型素子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型
放出素子（以下ＭＩＭ型と記す）、などが知られてい
る。

【０００３】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｌｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６
５）や、後述する他の例が知られている。

【０００４】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ₂薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］や、Ｉｎ₂Ｏ₃／Ｓ
ｎＯ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］や、カーボ
ン薄膜によるもの［荒木久他：真空、第２６巻、第１
号、２２（１９８３）］等が報告されている。

【０００５】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図２６に前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌ
ｌらによる素子の平面図を示す。同図において、３００
１は基板で、３００４はスパッタで形成された金属酸化
物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜３００４は図
示のようにＨ字形の平面形状に形成されている。該導電
性薄膜３００４に後述の通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を施すことにより、電子放出部３００５が形成さ
れる。図中の間隔Ｌは０．５ｍｍ〜１ｍｍ、Ｗは０．１
ｍｍで設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出
部３００５は導電性薄膜３００４の中央に矩形の形状で
示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出
部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。

【０００６】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子をはじ
めとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放
出を行う前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部３００５
を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォー
ミングとは、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直
流電圧、もしくは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっく
りとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、
導電性薄膜３００４を局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３０
０５を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは
変形もしくは変質した導電性薄膜３００４の一部には、
亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜
３００４に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付
近において電子放出が行われる。

【０００７】また、ＦＥ型の例は、たとえば、Ｗ．Ｐ．
Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏ
ｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるい
は、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒ
ｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅ
ｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈ
ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）などが知
られている。

【０００８】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
２７に前述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによる素子の断面
図を示す。同図において、３０１０は基板で、３０１１
は導電材料よりなるエミッタ配線、３０１２はエミッタ
コーン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲート電極であ
る。本素子は、エミッタコーン３０１２とゲート電極３
０１４の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッ
タコーン３０１２の先端部より電界放出を起こさせるも
のである。

【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
７のような積層構造ではなく基板上に基板平面とほぼ平
行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。

【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｕ
ｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）などが
知られている。ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図２
８に示す。同図は断面図であり、図において、３０２０
は基板で、３０２１は金属よりなる下電極、３０２２は
厚さ１００Å程度の薄い絶縁層、３０２３は厚さ８０〜
３００Å程度の金属よりなる上電極である。ＭＩＭ型に
おいては、上電極３０２３と下電極３０２１の間に適宜
の電圧を印加することにより、上電極３０２３の表面よ
り電子放出を起こさせるものである。

【００１１】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
ターを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構
造が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、
基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱
溶融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒ
ーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは
異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利
点もある。このため、冷陰極素子を応用するための研究
が盛んに行われてきている。

【００１２】たとえば、表面伝導型放出素子は、冷陰極
素子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であること
から、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、たとえば本出願人による特開昭６４−３１
３３２号公報において開示されるように、多数の素子を
配列して駆動するための方法が研究されている。

【００１３】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像
形成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。特
に、画像表示装置への応用としては、たとえば本出願人
によるＵＳＰ５，０６６，８８３や特開平２−２５７５
５１号公報や特開平４−２８１３７号公報において開示
されているように、表面伝導型放出素子と電子ビームの
照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像
表示装置が研究されている。表面伝導型放出素子と蛍光
体とを組み合わせて用いた画像表示装置は、従来の他の
方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待されてい
る。たとえば、近年普及してきた液晶表示装置と比較し
ても、自発光型であるためバックライトを必要としない
点や、視野角が広い点が優れていると言える。

【００１４】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８９
５に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置に応
用した例として、たとえば、Ｒ．Ｍｅｙｅｒらにより報
告された平板型表示装置が知られている［Ｒ．Ｍｅｙｅ
ｒ：”ＲｅｃｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＭ
ｉｃｒｏｔｉｐｓＤｉｓｐｌａｙａｔＬＥＴ
Ｉ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔｏｆ４ｔｈＩｎ
ｔ．ＶａｃｕｕｍＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｃｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９（１９
９１）］。

【００１５】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平３−
５５７３８号公報に開示されている。

【００１６】上記のような電子放出素子を用いた画像形
成装置のうちで、奥行きの薄い平面型表示装置は省スペ
ースかつ軽量であることから、ブラウン管型の表示装置
に置き換わるものとして注目されている。

【００１７】図２９は平面型の画像表示装置をなす表示
パネル部の一例を示す斜視図であり、内部構造を示すた
めにパネルの一部を切り欠いて示している。

【００１８】図中、３１１５はリアプレート、３１１６
は側壁、３１１７はフェースプレートであり、リアプレ
ート３１１５、側壁３１１６およびフェースプレート３
１１７により、表示パネルの内部を真空に維持するため
の外囲器（気密容器）を形成している。リアプレート３
１１５には基板３１１１が固定されているが、この基板
３１１１上には冷陰極素子３１１２がｎ×ｍ個形成され
ている（ｎ、ｍは２以上の正の整数であり、目的とする
表示画素数に応じて適宜設定される。）。また、前記ｎ
×ｍ個の冷陰極素子３１１２は、図２９に示すとおり、
ｍ本の行方向配線３１１３とｎ本の列方向配線３１１４
により配線されている。これら基板３１１１、冷陰極素
子３１１２、行方向配線３１１３および列方向配線３１
１４によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼
ぶ。また、行方向配線３１１３と列方向配線３１１４の
少なくとも交差する部分には、両配線間に絶縁層（不図
示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。

【００１９】フェースプレート３１１７の下面には、蛍
光体からなる蛍光膜３１１８が形成されており、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体（不図
示）が塗り分けられている。また、蛍光膜３１１８をな
す上記各色蛍光体の間には黒色体（不図示）が設けてあ
り、さらに蛍光膜３１１８のリアプレート３１１５側の
面には、Ａｌ等からなるメタルバック３１１９が形成さ
れている。

【００２０】Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙｎおよ
びＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気
的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子で
ある。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源の行方向配
線３１１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビーム源の
列方向配線３１１４と、Ｈｖはメタルバック３１１９と
各々電気的に接続している。

【００２１】また、上記気密容器の内部は１０^-4Ｐａ程
度の真空に保持されており、画像表示装置の表示面積が
大きくなるにしたがい、気密容器内部と外部の気圧差に
よるリアプレート３１１５およびフェースプレート３１
１７の変形あるいは破壊を防止する手段が必要となる。
リアプレート３１１５およびフェースプレート３１１６
を厚くすることによる方法は、画像表示装置の重量を増
加させるのみならず、斜め方向から見たときに画像のゆ
がみや視差を生ずる。これに対し、図２９においては、
比較的薄いガラス板からなり大気圧を支えるための構造
支持体（スペーサあるいはリブと呼ばれる）３１２０が
設けられている。このようにして、マルチビーム電子源
が形成された基板３１１１と蛍光膜３１１８が形成され
たフェースプレート３１１７間は通常サブミリないし数
ミリに保たれ、前述したように気密容器内部は高真空に
保持されている。

【００２２】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないし
Ｄｙｎを通じて各冷陰極素子３１１２に電圧を印加する
と、各冷陰極素子３１１２から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック３１１９に容器外端子Ｈｖを通じ
て数百［Ｖ］ないし数［ｋＶ］の高圧を印加して、上記
放出された電子を加速し、フェースプレート３１１７の
内面に衝突させる。これにより、蛍光膜３１１８をなす
各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上記画像表示装置等の
電子線装置の気密容器内に設ける、スペーサなどの微小
部材に膜を形成する好適な手法を実現することを本願に
係る発明は課題とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべく
成された本願に関わる電子線装置の製造方法の発明の一
つは以下の通りである。

【００２５】内部に電子放出素子を含む気密容器と、該
気密容器内に設けられるスペーサとを有する電子線装置
の製造方法であって、前記スペーサとなるスペーサ基板
に膜を設ける被膜工程を有しており、該被膜工程は、予
め側面と底面との角部に実質的に鋭角な断面が存在しな
いように前処理したスペーサ基板について、液状の膜材
料を放出部から前記前処理した箇所に向けて放出して前
記スペーサ基板の前記前処理した箇所のうちの一部に付
与する付与工程を含むことを特徴とする電子線装置の製
造方法。

【００２６】ここで、前記スペーサが前記気密容器の形
状を維持するものである場合に本願発明は好適に採用し
得る。特に、前記気密容器の内部の圧力が外部の圧力に
対して低い場合、内部と外部の気圧差による力が気密容
器に加えられることになるが、前記スペーサは、その力
による気密容器の変形を抑制するものであると良い。気
密容器が対向する平板状部材（更に具体的には以下の実
施の形態で説明するような電子放出素子を有する基板と
蛍光体を有する基板）から構成されている電子線装置に
おいては、本願発明は特に有効である。また、気密容器
内の減圧空間における前記スペーサが維持しようとする
維持サイズ（スペーサの高さ、例えば前記対向する平板
状部材の間隔）が、前記気密容器内の減圧空間の前記維
持サイズと直交する方向の主要サイズ（例えば前記維持
サイズの方向から減圧空間を見た時に減圧空間が方形で
ある場合はその方形の対角サイズ）の３０分の１以下で
ある場合に上記発明は特に有効である。

【００２７】上記発明においては、液状の膜材料を所定
の方向に放出するので、膜材料を有効に用いることがで
きる。また、液状の膜材料を所定の方向に放出するの
で、放出部に面する面のうちの一部に膜材料を付与する
ことができる。特に上記発明は、微小領域に膜材料を付
与する構成において有効である。

【００２８】また、上記発明において、前記放出部と前
記スペーサ基板の相対位置を変更する移動工程を有して
いてもよい。この移動工程を行いながら前記付与工程を
連続して行っても良く、また移動工程を終了した後前記
付与工程を行い、付与工程を終了した後前記移動工程を
行うといったように、移動工程と付与工程を別々に行っ
ても良い。移動工程を有することにより、所望の領域に
膜材料を付与することができる。また、広い範囲に膜材
料を付与する場合の付与むらも、最終的に得ようとする
膜材料付与面積よりも小さい面積に膜材料を付与する上
記付与工程と、前記移動工程とを組み合わせることによ
り低減できる。

【００２９】また、上記各発明において、前記付与工程
は、一つの前記放出部から一滴の前記液状の膜材料を放
出する工程を有するのが特に好適である。噴霧法のよう
に一つの放出部から同時に複数の液滴状の膜材料を放出
する場合、該同時に放出される複数の液滴の放出方向を
制御する課題が発生するが、一つの放出部から同時には
複数の液滴が放出されない構成を採用することにより液
状の膜材料の放出方向の制御が容易になる。噴霧法を用
いる場合は、後述するように、液状の膜材料を所定の方
向に放出して放出部に面する面の一部に付与するために
は噴霧された液状の膜材料の飛翔方向を制限する手段を
設けると良い。

【００３０】また、前記付与工程は、放出前の液状の膜
材料に気泡を発生させて前記放出部から前記液状の膜材
料を放出する工程であるとよい。前記気泡は熱エネルギ
ーの付与により発生させることができる。具体的にはノ
ズル内で液体を加熱することにより発生する気泡を用い
ることができる。この方式はバブルジェット方式として
知られている。また、前記付与工程は、圧電素子によっ
て前記放出部から前記液状の膜材料を放出する工程であ
ってもよい。

【００３１】また、前述したように、前記付与工程は、
液状の膜材料を噴霧する工程を含むものであってよい。
特にこの場合は、前記噴霧された液状の膜材料の飛翔方
向を制限して前記所定の方向に放出するとよい。噴霧に
より液状の膜材料を付与する場合、放出角度が広がりや
すいので、所定の方向にのみ放出されるようにするに
は、噴霧された膜材料の飛翔方向を制限するのが好適で
ある。具体的には噴霧部を直接前記放出部として用いる
のではなく、噴霧された液状の膜材料の飛翔方向を制限
するスリットや細孔を用い、該スリットや細孔を前記放
出部として用いると良い。この方法においては、飛翔方
向の制限によりスリットや細孔からスペーサ基板に向け
て放出されなかった液状の膜材料は回収して用いること
ができる。

【００３２】また上記各発明において、前記付与された
膜材料により前記膜を形成する膜形成工程を更に有する
とよい。該膜形成工程は、前記付与された液状の膜材料
が自然に乾燥する工程であっても良いが、好適には加熱
工程を採用することができる。また、前記付与された液
状の膜材料が含む材料をそのまま膜にするのではなく、
前記付与された液状の膜材料が含む元素を少なくとも含
む結合（ｂｏｎｄ）物（例えば異種元素が共有結合した
もの）を形成して膜を形成するものであったり、前記付
与された液状の膜材料が含む結合物を分解（ｄｅｃｏｍ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）して膜を形成するものであっても良
い。

【００３３】また、上記各発明において、前記液状の膜
材料が、少なくとも金属元素を含むものであってもよ
い。上記各発明は、スペーサ基板に電極（導電性膜；以
下では低抵抗膜とも言う）を形成する際に好適に採用し
得る。電極を形成する場合、形成される膜が所望の導電
性を有するように液状の膜材料に金属元素を含有させる
と良い。金属元素は金属元素単体ではなく、化合物など
の結合物として含まれていても良い。

【００３４】この電極（以下の実施の形態では低抵抗膜
と称している）は、スペーサにおいて電荷の移動を容易
にするために用いるものであると好適である。特には、
スペーサの電位を均す働きをしたり、帯電電荷を緩和す
る働きをしたりするものとして好適に用いることができ
る。また電界の分布の制御を行うものであっても良い。
具体的には、スペーサにおいて該スペーサが間隔を維持
しようとする対象物との当接面及び／もしくは当接面近
傍に設けられる電極の形成に上記各発明を好適に用いる
ことができる。例えば前記電子放出素子が設けられる基
板との当接面及び／もしくは当接面近傍に電極を設ける
際に用いることができる。また前記電子放出素子が設け
られる基板と対向する部材、例えば電子放出素子が放出
する電子により発光する蛍光体を設けた基板側の当接面
及び／もしくは当接面近傍に電極を設ける際に用いるこ
とができる。また電子放出素子が設けられる基板と該基
板に対する対向部材との間にグリッド電極などの制御電
極を設ける構成において、スペーサが該制御電極に当接
する場合は、該制御電極との当接面及び／もしくは当接
面近傍に電極を設ける際に用いることができる。

【００３５】また、上記各発明において、前記放出部を
複数用いることにより、好適に前記付与工程を行うこと
ができる。特には一つのスペーサ基板に対して複数の放
出部を用いて付与工程を行うと好適である。特に、複数
の放出部から同時に液状の膜材料の付与を行うと好適で
ある。また、複数の放出部は、異なる放出部は異なる付
与領域に対応してもいいし、共通の付与領域に異なる放
出部から液状の膜材料を付与しても良い。前記複数の放
出部は共通のヘッドに設けられていると好適である。

【００３６】また本願は電子線装置の製造方法の発明と
して以下の発明を含む。

【００３７】内部に電子放出素子を含む気密容器と、該
気密容器内に設けられるスペーサとを有する電子線装置
の製造方法であって、前記スペーサとなるスペーサ基板
に膜を設ける被膜工程を有しており、該被膜工程は、予
め側面と底面との角部に実質的に鋭角な断面が存在しな
いように前処理したスペーサ基板について、液状の膜材
料を１滴ずつ放出部から放出して前記スペーサ基板の前
記前処理した箇所に付与する付与工程を含むことを特徴
とする電子線装置の製造方法。

【００３８】この発明において、前記液状の膜材料を一
滴ずつ放出する放出部を複数用いて前記付与工程を行う
とよい。これ以外にもこの発明は上記各発明と好適に組
み合わせて用いることができる。

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】また本願はスペーサの製造方法として以下
の発明を含む。

【００４５】内部に電子放出素子を含む気密容器と、該
気密容器内に設けられるスペーサとを有する電子線装置
で用いる前記スペーサの製造方法であって、前記スペー
サとなるスペーサ基板に膜を設ける被膜工程を有してお
り、該被膜工程は、予め側面と底面との角部に実質的に
鋭角な断面が存在しないように前処理したスペーサ基板
について、液状の膜材料を放出部から前記前処理した箇
所に向けて放出して前記スペーサ基板の前記前処理した
箇所のうちの一部に付与する付与工程を含むことを特徴
とするスペーサの製造方法。

【００４６】また本願はスペーサの製造方法として以下
の発明を含む。

【００４７】内部に電子放出素子を含む気密容器と、該
気密容器内に設けられるスペーサとを有する電子線装置
で用いる前記スペーサの製造方法であって、前記スペー
サとなるスペーサ基板に膜を設ける被膜工程を有してお
り、該被膜工程は、予め側面と底面との角部に実質的に
鋭角な断面が存在しないように前処理したスペーサ基板
について、液状の膜材料を１滴ずつ放出部から放出して
前記スペーサ基板の前記前処理した箇所に付与する付与
工程を含むことを特徴とするスペーサの製造方法。

【００４８】また上記各発明は、更なる好ましい特徴と
して、「前記スペーサ基板の底面と側面に同時に液状の
膜材料を付与すること」、「前記スペーサ基板の前処理
は、側面と底面の間のＲ加工もしくはテーパー加工であ
ること」、「前記スペーサ基板の前処理は、前記膜形成
部のスペーサ基板の厚さの最大値をｔ、前記膜の高さを
ｈ、前記膜の断面内周長をｓとしたとき、（ｔ²＋４
ｈ²）＜ｓ²＜（ｔ＋２ｈ）²の関係を満足するように行
われること」、「前記スペーサ基板のＲ加工を、その曲
率半径ｒが低抵抗膜形成部のスペーサ基板の厚さの最大
値ｔの１％以上となるように行うこと」、「前記スペー
サ基板のテーパー加工を、研磨によって行うこと」、
「前記スペーサ基板を加熱延伸法を用いて加工し、該加
熱延伸法において、所望のスペーサ基板の断面積を
Ｓ₁、スペーサ母材の断面積をＳ₂としたとき、Ｓ₂＞
Ｓ₁、の関係を満足し、かつスペーサ基板の断面と相似
形状を有するスペーサ母材の両端を固定し長手方向の一
部を軟化点以上の温度に加熱するとともに、一方の端部
を加熱部位方向に速度Ｖ₁で送り出し、もう一方の端部
をＶ₁と同一方向に速度Ｖ₂で引き出す際に、これらの速
度が、Ｓ₁／Ｓ₂＝Ｖ₁／Ｖ₂、の関係を満たし、上記加熱
延伸後に冷却し、引き伸ばされたスペーサ母材を所望の
長さに切断すること」、「前記スペーサ基板は、ガラス
またはセラミックから成ること」、「前記膜を形成した
スペーサに、更に高抵抗膜を形成すること」、「前記高
抵抗膜は、１０⁵［Ω／□］〜１０¹²［Ω／□］の表面
抵抗値を有すること」、「前記膜の表面抵抗値が、前記
高抵抗膜の表面抵抗値の十分の一以下であり、かつ１０
⁷［Ω／□］以下であること」、をも含む。

【００４９】なお、前記スペーサ基板の底面とは、例え
ば前記電子線装置が画像形成装置である場合には、画像
形成装置の上下基板すなわちフェースプレート（以下、
「ＦＰ」と記す。）とリアプレート（以下、「ＲＰ」と
記す。）に直接もしくは間接的に固定される面を意味
し、側面とは、その法線上に電子放出素子もしくは放出
電子線の軌道が存在する面であり、多くの場合、帯電の
緩和を考慮すると高抵抗膜が形成されていることが好ま
しく、その面の法線はＦＰ面およびＲＰ面にほぼ平行に
配置される。

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】また本発明の電子線装置は、以下のような
形態を有するものであってもよい。前記気密容器の内部に含まれる電子放出素子は、複数
の行方向配線と複数の列方向配線とでマトリクス配線さ
れた複数の電子放出素子を有する単純マトリクス状配置
の電子源をなす。前記気密容器の内部に含まれる電子放出素子は、並列
に配置した複数の電子放出素子の個々を両端で配線接続
した電子放出素子の行を複数配し（行方向と呼ぶ）、こ
の配線と直交する方向（列方向と呼ぶ）に沿って、電子
放出素子の上方に配した制御電極（グリッドとも呼ぶ）
により、電子放出素子からの電子を制御するはしご状配
置の電子源をなす。

【００５４】本発明は、上述のように表示装置等の画像
形成装置等に応用可能な電子線装置に関するものであ
り、特にスペーサ部材に膜（例えば低抵抗膜）を付与す
るにあたり、気相形成方法ではなく液相形成方法を採用
することにより、スペーサ部材の端面と側面間の良好な
電気的接合と電子軌道の最適化制御を実現したものであ
る。

【００５５】また、本発明の思想によれば、本発明の電
子線装置は、表示用として好適な画像形成装置に限るも
のでなく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成され
た光プリンタの発光ダイオード等の代替の発光源として
用いることもできる。またこの際、上述の複数本の行方
向配線と列方向配線を、適宜選択することで、ライン状
発光源だけでなく、２次元状の発光源としても応用でき
る。この場合、画像形成部材としては、以下の実施例で
用いる蛍光体のような直接発光する物質に限るものでは
なく電子の帯電による潜像画像が形成されるような部材
を用いることもできる。また、本発明の思想によれば、
例えば電子顕微鏡のように、電子源からの放出電子の被
照射部材が、蛍光体等の画像形成部材以外のものである
場合についても、本発明は適用できる。従って、本発明
の電子線装置は被照射部材を特定しない一般的電子線装
置としての形態もとりうる。

【００５６】

【発明の実施の形態】先ず、後述の本発明の実施形態の
構成によって解決される課題について説明する。

【００５７】例えば図２９に示したような従来の画像表
示装置の表示パネルにおいては、以下のような問題点が
ある第１に、スペーサ３１２０の近傍から放出された電
子の一部がスペーサ３１２０に当たることにより、ある
いは放出電子の作用でイオン化したイオンがスペーサに
付着することにより、スペーサ帯電をひきおこす可能性
がある。このスペーサの帯電により冷陰極素子３１１２
から放出された電子はその軌道を曲げられ、蛍光体上の
正規な位置とは異なる場所に到達し、スペーサ近傍の画
像が歪んで表示される。

【００５８】第２に、冷陰極素子３１１２からの放出電
子を加速するためにマルチビーム電子源とフェースプレ
ート３１１７との間には数百Ｖ以上の高電圧（即ち１ｋ
Ｖ／ｍｍ以上の高電界）が印加されるため、スペーサ３
１２０表面での沿面放電が懸念される。特に、前述のよ
うにスペーサが帯電している場合は、放電が誘発される
可能性がある。

【００５９】これらの問題点を解決するために、スペー
サに微小電流が流れるようにして帯電を除去する提案が
なされている（特開昭５７−１１８３５５号公報、特開
昭６１−１２４０３１号公報）。そこでは絶縁性のスペ
ーサの表面に高抵抗薄膜（帯電防止膜）を形成すること
により、スペーサ表面に微小電流が流れるようにしてい
る。ここで用いられている帯電防止膜は酸化スズ、ある
いは酸化スズと酸化インジウム混晶薄膜や金属膜であ
る。

【００６０】また、画像ソースの種類によっては、ｄｕ
ｔｙの大きい場合などに高抵抗膜による帯電除去する方
法だけでは画像のゆがみの低減が不十分であることがあ
った。この問題は、高抵抗膜付きスペーサと上下基板す
なわちフェースプレートおよびリアプレートとの間の電
気的接合が不十分であり、接合部付近に帯電が集中する
ことが要因として考えられる。この点を解決する提案と
して特開平８−１８０８２１号公報のように底面とフェ
ースプレート側およびリアプレート側から１００〜１０
００μｍ程度の範囲までを白金などの金属または高抵抗
膜より導電率の高い材料を成膜することにより、上下基
板との電気的コンタクトを確保する手法がある。

【００６１】これらの低抵抗膜の成膜法としてスパッタ
成膜、抵抗加熱蒸着等の気相成膜手法によるメタライゼ
ーションが一般的であったが、これらは、均一な混合薄
膜の材料組成設計が簡便に行えるという理由等により用
いられてきた。しかしながら、真空減圧工程を必要と
し、バッチ処理のタクトタイムがかかること、装置コス
トが大きいこと、原料の利用効率が低いことなどの理由
から、生産時にコスト上大きな問題となる。したがっ
て、これらの低抵抗膜を、簡便で安価にかつ一度に大量
に作成できる作成プロセスが要求されている。

【００６２】したがって、本発明が解決する主たる課題
は、上記従来スペーサの作成上の欠点を克服することで
あり、具体的には真空減圧装置を必要とせずに、低抵抗
膜付きスペーサを容易かつ安価に作成できるようにする
ことにある。

【００６３】以下に本発明の好ましい態様について説明
する。

【００６４】本発明においては、スペーサ部材に付与す
る低抵抗膜の液相形成手法として、溶液を液滴として吐
出する吐出法を好ましく用いることができる。

【００６５】この吐出法による効果としては、真空減
圧工程を必要としない、装置コストが抑制できる、
タクトタイムを抑制できる、などの点が挙げられる。す
なわち、気相形成方法による場合には、排気、減圧、成
膜、大気リーク後の膜は不安定状態にあり、不安定な過
渡状態で他の部材を成膜することで膜剥がれ等の問題が
生じることがあり、安定状態に緩和させる必要があっ
た。これは膜の構造や表面活性に関係していると思われ
るが、とりわけ水の脱吸着の安定化に関係すると考えら
れる。しかしながら、真空工程を経由しない液相形成、
加熱焼成を採用することにより、これらの不安定状態の
経由を抑えることができる。

【００６６】また、吐出法によるさらなる効果として、
膜の不要な部分には吐出しない事が可能で材料の利用効
率が高く、また吐出ノズルと被吐出試料の移動速度およ
びその吐出量を制御する事により、簡便に製膜面積の制
御すなわちパターニングを製膜工程中と同時に行えるの
で、フォトリソグラフィーなどのパターニングエ程を省
く事も可能である、ことが挙げられる。

【００６７】ここで用いられる液滴付与装置の具体例を
挙げるならば、任意の液滴を形成できる装置であればど
のような装置を用いてもかまわないが、特に十数ｎｇ〜
十数μｇ程度の範囲で制御が可能でかつ数十ｎｇ程度以
上の微小量の液滴が容易に形成できるインクジェット方
式の装置が好適である。そのようなインクジェット方式
の装置としては、圧電素子等を用いたインクジェット噴
射装置、熱エネルギーによって液体内に気泡を形成させ
てその液体を液滴として吐出させる方式（以下、バブル
ジェット方式と称する）によるインクジェット噴射装
置、および高圧気体を使用し液を霧状化するエアーブラ
シ方式噴射装置などが挙げられるが、液滴サイズの制御
性から圧電素子を用いた方式か熱エネルギーにより気泡
を発生させ液滴を吐出させる方式が好ましい。また、液
滴の吐出面積の時間効率と面境界における被覆率の点か
ら、図７（ａ）に示す垂直打ちよりも、図７（ｂ）に示
すように液滴７０４の吐出する方向をスペーサ基板１０
１に対して斜めに行い、側面７０２と底面７０３の２面
を同時形成する事も可能である。さらには、液滴の吐出
形成の際、吐出装置と被吐出試料であるスペーサ基板の
どちらを走査してもよく、必要に応じて同時に走査する
事も可能である。

【００６８】また、低抵抗膜を形成するために用いる液
滴としては、液滴となるものであればどのようなもので
あっても構わないが、水，溶剤等に所望の抵抗値を得る
為の材料を分散または溶解した液、有機金属化合物溶液
および有機金属錯体を含有する溶液等があり、選択され
うる材料種としては、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、
Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｐｂ
Ｏ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物、ＨｆＢ₂、ＺｒＢ₂、Ｌａ
Ｂ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ₄、ＧｄＢ₄等の棚化物、ＴｉＣ、Ｚ
ｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、Ｔｉ
Ｎ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓ、Ｇｅ等の半導体、
カーボン等が挙げられる。

【００６９】また、形成された低抵抗膜の膜構造は、結
晶質、非晶質、多結晶等の構造のいずれでもよく、微粒
子が分散された微粒子膜を用いる事もできる。なお、こ
こで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子が集合した膜で
あり、その微細構造として、微粒子が個々に分散配置し
た状熊のみならず、微粒子が互いに隣接あるいは重なり
合つた状態（島状も含む）の膜をさしており、微粒子の
一次粒径は、数Å〜数千Å、好ましくは１０Å〜８００
Åである。

【００７０】さらには、前記スペーサ基板としてその材
料が、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少させた
ガラス、青板ガラス、ＳｉＯ₂を表面に形成したガラス
基板およびアルミナ等のセラミックス基板等から選択す
る事が可能であるが、パネル組み立て中の熱的ストレス
によるスペーサ材の転倒を避ける為、ＲＰおよびＦＰと
の熱膨張率に大きな差が無い材料を選ぶ事が好ましい。
また、特にスペーサ材は板状、柱状、円柱状などの形状
が吐出法において選択することが考えられ、これらの必
要な形状を得る為に、シート整形、ファイバー整形など
種々の方法が選択できる。

【００７１】また、低抵抗膜のスペーサ基板の側面と底
面間における良好な膜の連続性を確保するために、基板
エッジすなわち底面と側面の境界領域における断面形状
に実質的に鋭角な断面が存在しないことが好ましい。こ
の具体的な方法としては、例えばスペーサ基板の側面と
底面の間をＲ加工もしくはテーパー加工することが挙げ
られる。

【００７２】このようにスペーサ基板の底面と側面間の
境界領域の断面形状をＲ加工を施すなどの滑らかな連続
面とすることにより、基板エッジすなわち底面と側面の
境界領域における低抵抗膜の被覆率を向上させることが
できる。このため、低抵抗膜が底面と側面で分断される
ことが無く、両面の良好な電気的コンタクトを得ること
ができ、電子線装置としてスペーサを組み込んだ時に、
スペーサ表面の帯電をＦＰおよびＲＰの基板面に効率的
に逃すことができる。

【００７３】さらには、その低抵抗膜形成部付近の基板
面の表面積が垂直加工したものの面積に対して小である
ことが好ましく、さらに組み立て精度を確保する目的か
ら底面をある程度確保する必要がある。具体的には、例
えば図４に示すように、低抵抗膜４０３の形成部のスペ
ーサ基板１０１の厚さの最大値をｔ、低抵抗膜４０３の
高さをｈ、低抵抗膜４０３の断面内周長をｓとしたと
き、（ｔ²＋４ｈ²）＜ｓ²＜（ｔ＋２ｈ）² の関係を満足するように加工することが好ましい。

【００７４】上記関係を満足する断面形状を得るための
具体的な手法としては、低抵抗膜の連続性、底面・側面
間の電気的接合が良好であれば、如何なる手段を用いて
もよいが、簡便なる手法として、図５に示すような装置
による以下の加熱延伸法を用いることができる。

【００７５】すなわち、所望するスペーサ基板の断面積
をＳ₁、スペーサ母材５０１の断面積をＳ₂としたとき、
Ｓ₂＞Ｓ₁、の関係を満足し、しかも所望するスペーサ基
板の断面と相似形状を有する母材を用い、このスペーサ
母材５０１の両端を固定し長手方向の一部を軟化点以上
の温度にヒーター等により加熱するとともに、一方の端
部を加熱部位方向に速度Ｖ₁で送り出し、もう一方の端
部をＶ₁と同一方向に速度Ｖ₂で引き出す際に、これらの
速度が、Ｓ₁／Ｓ₂＝Ｖ₁／Ｖ₂、の関係を満たすようにし
て加熱延伸する。このときの加熱温度は、母材の種類、
加工形状によるが、通常５００〜７００℃程度である。
そして、この後に冷却し、引き伸ばされたスペーサ母材
を所望の長さに切断することによって所望の断面形状を
有するスペーサ基板を得ることができる。

【００７６】また、垂直に切り出しまたは削り出した基
板のエッジに後処理として、Ｒ加工またはテーパー処理
を施してもよいが、このときの具体的手段としては、サ
ンドブラスト、レーザースクライブ、ウォーターブラス
ト、スクライブカット、研磨、弗酸等によるケミカルエ
ッチング処理等を用いることができる。

【００７７】基板エッジのＲ加工の曲率半径の加工範囲
は、基板厚の１／２以下の良好な連続面を形成すること
ができるが、経験的により好ましくは、低抵抗膜形成部
のスペーサ基板の厚さの最大値ｔ（図４参照）の１／１
００以上の曲率半径を持つことにより、低抵抗膜の連続
性と組み立て精度を満足することが可能となる。

【００７８】また、本来的に吐出法によれば、パターニ
ング機能を有している為、パターニングを別途行う必要
はないが、配線との短絡や低抵抗膜の基板エッジ付近に
おける突起形状が放電要因になる場合など、必要に応じ
て、部分的に低抵抗膜が形成されていない部分を作る事
も有効である。この具体的手法としては、特に下記に限
定されないが、低抵抗膜に対応したエッチングプロセ
ス、レーザーリペアによる除去、またはフォトリソグラ
フィーまたはリフトオフプロセスによるパターニング形
成、マスクによる塗工液部分展開等を適用する事ができ
る。

【００７９】また、前記吐出法による低抵抗膜を設けた
スペーサにさらに高抵抗膜を付与することにより、スペ
ーサ表面の帯電を抑え、結果として、発光点のずれの無
い良好な画像が得られる。より好ましくは、高抵抗膜の
表面抵抗値が、１０⁵Ω／□〜１０¹²Ω／□の表面抵抗
値を有することで、帯電と上下基板間の電流消費および
発熱を抑えることが可能となる。また、低抵抗膜の抵抗
値は、上下基板との電気的接合を良好にする目的から、
その表面抵抗値として前記高抵抗膜の抵抗値の１／１０
以下であり、かつ１０⁷Ω／□以下である事が望まし
い。

【００８０】また、本発明に適用する電子放出素子は、
冷陰極素子が好ましく、なかでも電極間に電子放出部を
含む導電性膜を有する電子放出素子のような表面伝導型
電子放出素子は構造が簡単でかつ高輝度が得られること
からより好ましい。

【００８１】また、前記ＦＰを、入力信号に応じて前記
電子放出素子から放出された電子の照射により画像を形
成する画像形成部材を有するものとすることにより、本
発明の電子線装置を表示装置等の画像形成装置とするこ
とができる。また、この画像形成部材としては、画像記
録という観点からさまざまな材料により潜像を形成でき
るが、蛍光体から成ることにより安価に動画像を記録表
示できる。

【００８２】（画像表示装置概要）次に、本発明を適用
した画像表示装置の表示パネルの構成と製造法につい
て、具体的な例を示して説明する。

【００８３】図９は、実施例に用いた表示パネルの斜視
図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠
いて示している。

【００８４】図中、１０１５はリアプレート、１０１６
は側壁、１０１７はフェースプレートであり、１０１５
〜１０１７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、たとえばフリット
ガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、４００〜５００℃で１０分以上焼成することにより
封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方法に
ついては後述する。また、上記気密容器の内部は１０^-4
Ｐａ程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃
などによる気密容器の破壊を防止する目的で、耐大気圧
構造体として、スペーサ１０２０が設けられている。

【００８５】次に、本発明の画像形成装置に用いること
ができる電子源基板について説明する。本発明の画像形
成装置に用いられる電子源基板は複数の電子放出素子を
基板上に配列することにより形成される。

【００８６】電子放出素子の配列の方式には、電子放出
素子を並列に配置し、個々の素子の両瑞を配線で接続す
るはしご型配置（以下、はしご型配置電子源基板と称す
る）や、電子放出素子の一対の素子電極をそれぞれＸ方
向配線、Ｙ方向配線に接続した単純マトリクス配置（以
下、マトリクス型配置電子源基板と称する）が挙げられ
る。なお、はしご型配置電子源基板を有する画像形成装
置には、電子放出素子からの電子の飛翔を制御する電極
である制御電極（グリッド電極）を必要とする。

【００８７】リアプレート１０１５には、基板１０１１
が固定されているが、該基板上には電子放出素子１０１
２がｎ×ｍ個形成されている（ｎ，ｍは２以上の正の整
数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定され
る。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とした
表示装置においては、ｎ≧３０００、ｍ≧１０００、に
設定することが望ましい。）。前記ｎ×ｍ個の電子放出
素子は、ｍ本の行方向配線１０１３とｎ本の列方向配線
１０１４により単純マトリクス配線されている。前記、
１０１１〜１０１４によって構成される部分をマルチ電
子ビーム源と呼ぶ。

【００８８】本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子
ビーム源は、電子放出素子を単純マトリクス配線もしく
は、はしご型配線した電子源であれば、電子放出素子の
材料や形状あるいは製法に制限はない。

【００８９】したがって、たとえば表面伝導型放出素子
やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いる
ことができる。

【００９０】次に、電子放出素子として表面伝導型放出
素子（後述）を基板上に配列して単純マトリクス配線し
たマルチ電子ビーム源の構造について述べる。

【００９１】図１０に示すのは、図９の表示パネルに用
いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板１０１１
上には、後述の図１６で示すものと同様な表面伝導型放
出素子が配列され、これらの素子は行方向配線１０１３
と列方向配線１０１４により単純マトリクス状に配線さ
れている。行方向配線１０１３と列方向配線１０１４の
交差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成さ
れており、電気的な絶縁が保たれている。図１０のＢ―
Ｂ’に沿った断面を、図１１に示す。

【００９２】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線１０１３、列方向配線１
０１４、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導型放
出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向配
線１０１３および列方向配線１０１４を介して各素子に
給電して通電フォーミング処理（後述）と通電活性化処
理（後述）を行うことにより製造した。

【００９３】本例においては、気密容器のリアプレート
１０１５にマルチ電子ビーム源の基板１０１１を固定す
る構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１０１１が
十分な強度を有するものである場合には、気密容器のリ
アプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１０１１自
体を用いてもよい。

【００９４】また、フェースプレート１０１７の下面に
は、蛍光膜１０１８が形成されている。本例はカラー表
示装置であるため、蛍光膜１０１８の部分にはＣＲＴの
分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り
分けられている。各色の蛍光体は、たとえば図１２に示
すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストラ
イプの間には黒色の導電体１０１０が設けてある。黒色
の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビームの照射位
置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じないよう
にする事や、外光の反射を防止して表示コントラストの
低下を防ぐ事、電子ビームによる蛍光膜のチャージアッ
プを防止する事などである。黒色の導電体１０１０に
は、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的に適する
ものであればこれ以外の材料を用いても良い。

【００９５】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図１２に示したストライプ状の配列に限られるものでは
なく、たとえば図１３に示すようなデルタ状配列や、そ
れ以外の配列であってもよい。

【００９６】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜１０１８に用い
ればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。また、蛍光膜１０１８のリアプレート側の面には、
ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１０１９を設けて
ある。メタルバック１０１９を設けた目的は、蛍光膜１
０１８が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上
させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜１０１８を保護
する事や、電子ビーム加速電圧を印加するための電極と
して作用させる事や、蛍光膜１０１８を励起した電子の
導電路として作用させる事などである。メタルバック１
０１９は、蛍光膜１０１８をフェースプレート基板１０
１７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理し、その
上にＡｌを真空蒸着する方法により形成した。なお、蛍
光膜１０１８に低電圧用の蛍光体材料を用いた場合に
は、メタルバック１０１９は用いない。

【００９７】また、本例では用いなかったが、加速電圧
の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フェース
プレート基板１０１７と蛍光膜１０１８との間に、たと
えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよい。

【００９８】図１５は図９のＡ―Ａ’の断面模式図であ
り、各部の符号は図９に対応している。スペーサ１０２
０はスペーサ基板１０１の表面に帯電防止を目的とした
高抵抗膜１５０１を成膜し、かつフェースプレート１０
１７の内側（メタルバック１０１９等）及び基板１０１
１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１
４）に面したスペーサの当接面４０１及び接する側面４
０２に低抵抗膜４０３を成膜した部材からなるもので、
上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔
をおいて配置され、フェースプレートの内側および基板
１０１１の表面に接合材１５０２により固定される。

【００９９】また、高抵抗膜１５０１は、スペーサ基板
１０１の表面のうち、少なくとも気密容器内の真空中に
露出している面に成膜されており、スペーサ１０２０上
の低抵抗膜４０３および接合材１５０２を介して、フェ
ースプレート１０１７の内側（メタルバック１０１９
等）及び基板１０１１の表面（行方向配線１０１３また
は列方向配線１０１４）に電気的に接続される。

【０１００】ここで説明される態様においては、スペー
サ１０２０の形状は薄板状とし、行方向配線１０１３に
平行に配置され、行方向配線１０１３に電気的に接続さ
れている。

【０１０１】スペーサ１０２０としては、基板１０１１
上の行方向配線１０１３および列方向配線１０１４とフ
ェースプレート１０１７内面のメタルバック１０１９と
の間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、
かつスペーサ１０２０の表面への帯電を防止する程度の
導電性を有する必要がある。

【０１０２】スペーサ基板１０１としては、前述のよう
に石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少したガラ
ス、ソーダライムガラス、アルミナ等のセラミックス部
材等が用いられる。なお、スペーサ基板１０１はその熱
膨張率が気密容器および基板１０１１を成す部材と近い
ものが好ましい。

【０１０３】スペーサ１０２０を構成する高抵抗膜１５
０１には、高電位側のフェースプレート１０１７（メタ
ルバック１０１９等）に印加される加速電圧Ｖａを帯電
防止膜である高抵抗膜１５０１の抵抗値Ｒｓで除した電
流が流される。そこで、スペーサの抵抗値Ｒｓは帯電防
止および消費電力からその望ましい範囲に設定される。
帯電防止の観点から表面抵抗は１０¹²Ω／□以下である
ことが好ましい。十分な帯電防止効果を得るためには１
０¹¹Ω／□以下がさらに好ましい。表面抵抗の下限はス
ペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧により左右さ
れるが、１０⁵Ω／□以上であることが好ましい。

【０１０４】絶縁材料からなるスペーサ基板１０１上に
形成された高抵抗膜１５０１の厚みｔは１０ｎｍ〜１μ
ｍの範囲が望ましい。材料の表面エネルギーおよび基板
との密着性や基板温度によっても異なるが、一般的に１
０ｎｍ以下の薄膜は島状に形成され、抵抗が不安定で再
現性に乏しい。一方、膜厚ｔが１μｍ以上では膜応力が
大きくなって膜はがれの危険性が高まり、かつ成膜時間
が長くなるため生産性が悪い。従って、膜厚は５０〜５
００ｎｍであることが望ましい。表面抵抗Ｒ／□はρ／
ｔであり、以上に述べたＲ／□とｔの好ましい範囲か
ら、高抵抗膜１５０１の比抵抗ρは０．１Ωｃｍ乃至１
０⁸Ωｃｍが好ましい。さらに表面抵抗と膜厚のより好
ましい範囲を実現するためには、ρは１０²乃至１０⁶Ω
ｃｍとするのが良い。

【０１０５】スペーサは上述したようにその上に形成し
た高抵抗膜１５０１を電流が流れることにより、あるい
はディスプレイ全体が動作中に発熱することによりその
温度が上昇する。高抵抗膜１５０１の抵抗温度係数が大
きな負の値であると温度が上昇した時に抵抗値が減少
し、スペーサに流れる電流が増加し、さらに温度上昇を
もたらす。そして電流は電源の限界を越えるまで増加し
つづける。このような電流の暴走が発生する抵抗温度係
数の値は経験的に負の値で絶対値が１％以上である。す
なわち、高抵抗膜（帯電防止膜）１５０１の抵抗温度係
数は−１％未満であることが望ましい。

【０１０６】帯電防止特性を有する高抵抗膜１５０１の
材料としては、例えば金属酸化物を用いることが出来
る。金属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の酸化
物が好ましい材料である。その理由はこれらの酸化物は
二次電子放出効率が比較的小さく、電子放出素子１０１
２から放出された電子がスペーサ１０２０に当たった場
合においても帯電しにくためと考えられる。金属酸化物
以外にも炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料
である。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、ス
ペーサ抵抗を所望の値に制御しやすい。

【０１０７】帯電防止特性を有する高抵抗膜１５０１の
他の材料として、アルミと遷移金属合金の窒化物は遷移
金属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体
まで広い確囲に抵抗値を制御できるので好適な材料であ
る。さらには後述する表示装置の作製工程において抵抗
値の変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗温
度係数が−１％未満であり、実用的に使いやすい材料で
ある。遷移金属元素としてはＴｉ，Ｃｒ，Ｔａ等が挙げ
られる。

【０１０８】合金窒化膜はスパッタ、窒素ガス雰囲気中
での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーテ
ィング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により
絶縁性部材上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形
成法で作製することができるが、この場合窒素ガスに代
えて酸素ガスを使用する。その他、ＣＶＤ法、アルコキ
シド塗布法でも金属酸化膜を形成できる。カーボン膜は
蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法で作
製され、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成膜
中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに
炭化水素ガスを使用する。

【０１０９】スペーサ１０２０を構成する低抵抗膜４０
３は、高抵抗膜１５０１を高電位側のフェースプレート
１０１７（メタルバック１０１９等）及び低電位側の基
板１０１１（配線１０１３、１０１４等）と電気的に接
統する為に設けられたものであり、以下では、中間電極
層（中間層）という名称も用いる。中間電極層（中間
層）は以下に列挙する複数の機能の少なくともいずれか
を有することが出来る。

【０１１０】高抵抗膜１５０１をフェースプレート１
０１７及び基板１０１１と電気的に接続する。

【０１１１】既に記載したように、高抵抗膜１５０１は
スペーサ１０２０の表面での帯電を防止する目的で設け
られたものであるが、高抵抗膜１５０１をフェースプレ
ート１０１７（メタルバック１０１９等）及び基板１０
１１（配線１０１３、１０１４等）と直接或いは当接材
１５０２を介して接続した場合、接続部界面に大きな接
触抵抗が発生し、スペーサ表面に発生した電荷を速やか
に除去できなくなる可能性がある。これを避ける為に、
フェースプレート１０１７、基板１０１１及び当接材１
５０２と接触するスペーサ１０２０の当接面４０１或い
は側面部４０２に低抵抗の中間層を設けた。

【０１１２】高抵抗膜１５０１の電位分布を均一化す
る。

【０１１３】電子放出素子１０１２より放出された電子
は、フェースプレート１０１７と基板１０１１の間に形
成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ１
０２０の近傍で電子軌道に乱れが生じないようにする為
には、高抵抗膜１５０１の電位分布を全域にわたって制
御する必要がある。高抵抗膜１５０１をフェースプレー
ト１０１７（メタルバック１０１９等）及び基板１０１
１（配線１０１３、１０１４等）と直接或いは当接材１
５０２を介して接続した場合、接続部界面の接触抵抗の
為に、接続状態のむらが発生し、高抵抗膜１５０１の電
位分布が所望の値からずれてしまう可能性がある。これ
を避ける為に、スペーサ１０２０がフェースプレート１
０１７及び基板１０１１と当接するスペーサ端部（当接
面４０１或いは側面部４０２）の全長域に低抵抗の中間
層４０３を設け、この中間層部に所望の電位を印加する
ことによって、高抵抗膜１５０１全体の電位を制御可能
とした。

【０１１４】放出電子の軌道を制御する。

【０１１５】電子放出素子１０１２より放出された電子
は、フェースプレート１０１７と基板１０１１の間に形
成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ近
傍の電子放出素子から放出された電子に関しては、スペ
ーサを設置することに伴う制約（配線、素子位置の変更
等）が生じる場合がある。このような場合、歪みやむら
の無い画像を形成する為には、放出された電子の軌道を
制御してフェースプレート１０１７上の所望の位置に電
子を照射する必要がある。フェースプレート１０１７及
び基板１０１１と当接する面の側面部４０２に低抵抗の
中間層を設けることにより、スペーサ１０２０近傍の電
位分布に所望の特性を持たせ、放出された電子の軌道を
制御することが出来る。

【０１１６】低抵抗膜４０３は、高抵抗膜１５０１に比
べ１桁以上低い抵抗値を有する材料を含有するものから
選択すればよく、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，
Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、あるいは合金、及び
Ｐｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂，Ｐｄ一Ａｇ等の金属や金
属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、あるいは
Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導体及びポリシリコン等の
半導体材料等より適宜選択される。

【０１１７】接合材１５０２はスペーサ１０２０が行方
向配線１０１３およびメタルバック１０１９と電気的に
接続するように、導電性をもたせる必要がある。すなわ
ち、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを添加し
たフリットガラスが好適である。

【０１１８】また、図９におけるＤｘ１〜Ｄｘｍおよび
Ｄｙ１〜ＤｙｎおよびＨｖは、当該表示パネルと不図示
の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造
の電気接続用端子である。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子
ビーム源の行方向配線１０１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマ
ルチ電子ビーム源の列方向配線１０１４と、Ｈｖはフェ
ースプレートのメタルバック１０１９と電気的に接続し
ている。

【０１１９】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０^-5Ｐａ程度の真空度
まで排気する。その後、排気管を封止するが、気密容器
内の真空度を維持するために、封止の直前あるいは封止
後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を
形成する。ゲッター膜とは、たとえばＢａを主成分とす
るゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱により加
熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の吸着作
用により気密容器内は１０^-3Ｐａないしは１０^-5Ｐａ程
度の真空度に維持される。

【０１２０】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないし
Ｄｙｎを通じて各電子放出素子１０１２に電圧を印加す
ると、各電子放出素子１０１２から電子が放出される。
それと同時にメタルバック１０１９に容器外端子Ｈｖを
通じて数百［Ｖ］ないし数［ｋＶ］の高圧を印加して、
上記放出された電子を加速し、フェースプレート１０１
７の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１０１８を
なす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示され
る。

【０１２１】通常、冷陰極素子である表面伝導型放出素
子１０１２への印加電圧は１２〜１６［Ｖ］程度、メタ
ルバック１０１９と表面伝導型放出素子１０１２との距
離ｄは０．１［ｍｍ］から８［ｍｍ］程度、メタルバッ
ク１０１９と表面伝導型放出素子１０１２間の電圧は
０．１［ｋＶ］から１０［ｋＶ］程度である。

【０１２２】以上、本発明の実施例の表示パネルの基本
構成と製法、および画像表示装置の概要を説明した。

【０１２３】次に、前記実施例の表示パネルに用いたマ
ルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発明
の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源としては、
冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子源が挙げら
れ、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制限はな
い。したがって、たとえば表面伝導型放出素子やＦＥ
型、あるいはＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いることが
できる。

【０１２４】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。す
なわち、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対
位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極め
て高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や
製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。ま
た、ＭＩＭ型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしか
も均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コス
トの低減を達成するには不利な要因となる。その点、表
面伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大
面積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者
らは、表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしく
はその周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電
子放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見
いだしている。したがって、高輝度で大画面の画像表示
装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であ
ると言える。そこで、上記実施例の表示パネルにおいて
は、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成
した表面伝導型放出素子を用いた。

【０１２５】そこで、まず好適な表面伝導型放出素子に
ついて基本的な構成と製法および特性を説明し、その後
で多数の素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビー
ム源の構造について述べる。

【０１２６】（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法）表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型
と垂直型の２種類が挙げられる。

【０１２７】（平面型の表面伝導型放出素子）まず最初
に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法につ
いて説明する。図１６に示すのは、平面型の表面伝導型
放出素子の構成を説明するための平面図（ａ）および断
面図（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２と
１１０３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
１１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１２８】基板１１０１としては、たとえば、石英ガ
ラスや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、ア
ルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上
述の各種基板上にたとえばＳｉＯ₂を材料とする絶縁層
を積層した基板、などを用いることができる。

【０１２９】また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電
性を有する材料によつて形成されている。たとえば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂をはじめとする金属酸
化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材
料を選択して用いればよい。素子電極を形成するには、
たとえば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィ
ー、エッチングなどのパターニング技術を組み合わせて
用いれば容易に形成できるが、それ以外の方法（たとえ
ば印刷技術）を用いて形成してもさしつかえない。

【０１３０】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、素子電極間隔Ｌは通常は数百Åから数百μ
ｍの範囲から適当な数値を選んで設計されるが、なかで
も表示装置に応用するために好ましいのは数μｍより数
十μｍの範囲である。また、素子電極の厚さｄについて
は、通常は数百Åから数μｍの範囲から適当な数値が選
ばれる。

【０１３１】導電性薄膜１１０４の膜厚は、以下に述べ
るような諸条件を考慮して適宜設定される。

【０１３２】すなわち、素子電極１１０２あるいは１１
０３と電気的に良好に接続するのに必要な条件、後述す
る通電フォーミングを良好に行うのに必要な条件、など
である。具体的には、数Åから数千Åの範囲のなかで設
定するが、なかでも好ましいのは１０Åから５００Åの
間である。

【０１３３】また、導電性薄膜１１０４を形成するのに
用いられうる材料としては、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚ
ｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属
や、ＰｄＯ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃，
などをはじめとする酸化物や、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，Ｌａ
Ｂ ₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ₄，ＧｄＢ₄，などをはじめとする硼
化物や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，Ｗ
Ｃ，などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈ
ｆＮ，などをはじめとする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ，など
をはじめとする半導体や、カーボン、などが挙げられ、
これらの中から適宜選択される。

【０１３４】導電性薄膜１１０４のシート抵抗値につい
ては、１０³から１０⁷Ω／□の範囲に含まれるよう設定
した。

【０１３５】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および１１０３とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図１６の例においては、
下から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層した
が、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電極
の順序で積層してもさしつかえない。

【０１３６】また、電子放出部１１０５は、導電性薄膜
１１０４の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。亀裂は、導電性薄膜１１０４に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂
内には、数Åから数百Åの粒径の微粒子を配置する場合
がある。なお、実際の電子放出部の位置や形状を精密か
つ正確に図示するのは困難なため、図１６においては模
式的に示した。

【０１３７】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部１１０５およびその
近傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。

【０１３８】薄膜１１１３は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボンのいずれかか、もし
くはその混合物であり、膜厚は５００Å以下とするが、
３００Å以下とするのがさらに好ましい。なお、実際の
薄膜１１１３の位置や形状を精密に図示するのは困難な
ため、図１６においては模式的に示した。

【０１３９】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。

【０１４０】すなわち、基板１１０１には青板ガラスを
用い、素子電極１１０２と１１０３にはＮｉ薄膜を用い
た。素子電極の厚さｄは１０００Å、素子電極間隔Ｌは
２μｍとした。

【０１４１】導電性薄膜の主要材料としてＰｄもしくは
ＰｄＯを用い、その厚さは約１００Å、幅Ｗは１００μ
ｍとした。

【０１４２】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。

【０１４３】図１７の（ａ）〜（ｄ）は、表面伝導型放
出素子の製造工程を説明するための断面図で、各部材の
表記は前記図１６と同一である。

【０１４４】１）まず、図１７（ａ）に示すように、基
板１１０１上に素子電極１１０２および１１０３を形成
する。

【０１４５】形成するにあたっては、あらかじめ基板１
１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。堆積する方法としては、
たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術を用
ればよい。その後、堆積した電極材料を、フォトリソグ
ラフィー・エッチング技術を用いてパターニングし、
（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０３）
を形成する。

【０１４６】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。

【０１４７】形成するにあたっては、まず前記（ａ）の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て導電性薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エ
ッチングにより所定の形状にパターニングする。ここ
で、有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる材料を主要
元素とする有機金属化合物の溶液である。具体的には、
本実施例では主要元素としてＰｄを用いた。また、実施
例では塗布方法として、ディッピング法を用いたが、そ
れ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法を用いても
よい。

【０１４８】また、導電性薄膜の成膜方法としては、本
実施例で用いた有機金属溶液の塗布による方法以外の、
たとえば真空蒸着法やスパッタ法、あるいは化学的気相
堆積法などを用いる場合もある。

【０１４９】３）次に、同図（ｃ）に示すように、フォ
ーミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１０
３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を
行って、電子放出部１１０５を形成する。

【０１５０】通電フォーミング処理とは、導電性薄膜１
１０４に通電を行って、その一部を適宜に破壊、変形、
もしくは変質せしめ、電子放出を行うのに好適な構造に
変化させる処理のことである。導電性薄膜のうち電子放
出を行うのに好適な構造に変化した部分（すなわち電子
放出部１１０５）においては、薄膜に適当な亀裂が形成
されている。なお、電子放出部１１０５が形成される前
と比較すると形成された後は素子電極１１０２と１１０
３の間で計測される電気抵抗は大幅に増加する。

【０１５１】通電方法をより詳しく説明するために、図
１８に、フォーミング用電源１１１０から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。導電性薄膜をフォーミングす
る場合には、パルス状の電圧が好ましく、本実施例の場
合には同図に示したようにパルス幅Ｔ１の三角波パルス
をパルス間隔Ｔ２で連続的に印加した。その際には、三
角波パルスの波高値Ｖｐｆを、順次昇圧した。また、電
子放出部１１０５の形成状況をモニターするためのモニ
ターパルスＰｍを適宜の間隔で三角波パルスの間に挿入
し、その際に流れる電流を電流計１１１１で計測した。

【０１５２】実施例においては、たとえば１０^-3Ｐａ程
度の真空雰囲気下において、たとえばパルス幅Ｔ１を１
［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２を１０［ミリ秒］とし、波
高値Ｖｐｆを１パルスごとに０．１［Ｖ］ずつ昇圧し
た。そして、三角波を５パルス印加するたびに１回の割
りで、モニターパルスＰｍを挿入した。フォーミング処
理に悪影響を及ぼすことがないように、モニターパルス
の電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に設定した。そして、素子
電極１１０２と１１０３の間の電気抵抗が１×１０⁶Ω
になった段階、すなわちモニターパルス印加時に電流計
１１１１で計測される電流が１×１０^-7Ａ以下になった
段階で、フォーミング処理にかかわる通電を終了した。

【０１５３】なお、上記の方法は、本実施例の表面伝導
型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば導電
性薄膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Ｌなど表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て通電の条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１５４】４）次に、図１７の（ｄ）に示すように、
活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１０３
の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、
電子放出特性の改善を行う。

【０１５５】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部１１０５に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積せしめる処理のことである。（図においては、炭
素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材１１１３と
して模式的に示した。）なお、通電活性化処理を行うこ
とにより、行う前と比較して、同じ印加電圧における放
出電流を典型的には１００倍以上に増加させることがで
きる。

【０１５６】具体的には、例えば１０^-2ないし１０^-3Ｐ
ａの範囲内の真空雰囲気中で、電圧パルスを定期的に印
加することにより、真空雰囲気中に存在する有機化合物
を起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。堆
積物１１１３は、単結晶グラファイト、多結晶グラファ
イト、非晶質カーボン、のいずれかか、もしくはその混
合物であり、膜厚は５００Å以下、より好ましくは３０
０Å以下である。

【０１５７】通電方法をより詳しく説明するために、図
１９の（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適
宜の電圧波形の一例を示す。本実施例においては、一定
電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行っ
たが、具体的には、矩形波の電圧Ｖａｃは１４［Ｖ］，
パルス幅Ｔ３は１［ミリ秒］，パルス間隔Ｔ４は１０
［ミリ秒］とした。なお、上述の通電条件は、本実施例
の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表
面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応
じて条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１５８】図１７の（ｄ）に示す１１１４は該表面伝
導型放出素子から放出される放出電流Ｉｅを捕捉するた
めのアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および電
流計１１１６が接続されている。（なお、基板１１０１
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１４
として用いる。）

【０１５９】活性化用電源１１１２から電圧を印加する
間、電流計１１１６で放出電流Ｉｅを計測して通電活性
化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源１１１２
の動作を制御する。電流計１１１６で計測された放出電
流Ｉｅの一例を図１９（ｂ）に示すが、活性化電源１１
１２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過と
ともに放出電流Ｉｅは増加するが、やがて飽和してほと
んど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉｅがほぼ
飽和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加を
停止し、通電活性化処理を終了する。

【０１６０】なお、上述の通電条件は、本実施例の表面
伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導
型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条
件を適宜変更するのが望ましい。

【０１６１】以上のようにして、図１７（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１６２】（垂直型の表面伝導型放出素子）次に、表
面伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわ
ち垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明す
る。

【０１６３】図２０は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は導電性薄膜、１２０５は通電フォーミン
グ処理により形成した電子放出部、１２１３は通電活性
化処理により形成した薄膜である。

【０１６４】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材
１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が段
差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。し
たがって、前記図１６の平面型における素子電極間隔Ｌ
は、垂直型においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌ
ｓとして設定される。なお、基板１２０１、素子電極１
２０２および１２０３、導電性薄膜１２０４、について
は、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に用いる
ことが可能である。また、段差形成部材１２０６には、
たとえばＳｉＯ₂のような電気的に絶縁性の材料を用い
る。

【０１６５】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図２１の（ａ）〜（ｆ）は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図２
０と同一である。

【０１６６】１）まず、図２１（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１６７】２）次に、同図（ｂ）に示すように、段差
形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、たとえばＳｉＯ₂をスパッタ法で積層すればよい
が、たとえば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を
用いてもよい。

【０１６８】３）次に、同図（ｃ）に示すように、絶縁
層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１６９】４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶縁
層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素
子電極１２０３を露出させる。

【０１７０】５）次に、同図（ｅ）に示すように、導電
性薄膜１２０４を形成する。形成するには、前記平面型
の揚合と同じく、たとえば塗布法などの成膜技術を用い
ればよい。

【０１７１】６）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する。
（図１７（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミ
ング処理と同様の処理を行えばよい。）

【０１７２】７）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭
素化合物を堆積させる。（図１７（ｄ）を用いて説明し
た平面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよ
い。）

【０１７３】以上のようにして、図２１（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１７４】（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性）以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。

【０１７５】図２２に、表示装置に用いた素子の、（放
出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素
子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的な例
を示す。なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著
しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、
これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータ
を変更することにより変化するものであるため、２本の
グラフは各々任意単位で図示した。

【０１７６】表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉｅに
関して以下に述べる３つの特性を有している。

【０１７７】第一に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈ
と呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に
放出電流Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満
の電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。すな
わち、放出電流Ｉｅに関して、明確な閾値電圧Ｖｔｈを
持った非線形素子である。

【０１７８】第二に、放出電流Ｉｅは素子に印加する電
圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉ
ｅの大きさを制御できる。

【０１７９】第三に、素子に印加する電圧Ｖｆに対して
素子から放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電
圧Ｖｆを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。

【０１８０】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。た
とえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表
示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を
順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、
駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖｔ
ｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値
電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次
切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表
示を行うことが可能である。

【０１８１】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、階調表示を行うことが可能である。

【０１８２】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素
子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電
子ビーム源の構造について述べる。

【０１８３】図１０に示すのは、前記図９の表示パネル
に用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上に
は、前記図１６で示したものと同様な表面伝導型放出素
子が配列され、これらの素子は行方向配線電極１００３
と列方向配線電極１００４により単純マトリクス状に配
線されている。行方向配線電極１００３と列方向配線電
極１００４の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図
示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
図１０のＢ−Ｂ’に沿った断面を、図１１に示す。

【０１８４】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極１０１３、列方向配
線電極１０１４、電極間絶縁層（不図示）、および表面
伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、
行方向配線電極１０１３および列方向配線電極１０１４
を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電
活性化処理を行うことにより製造した。

【０１８５】（駆動回路構成および駆動方法）図２３
は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいてテレビジョン
表示を行う為の駆動回路の概略構成をブロック図で示し
たものである。同図中、表示パネル１７０１は前述した
表示パネルに相当するもので、前述した様に製造され、
動作する。また、走査回路１７０２は表示ラインを走査
し、制御回路１７０３は走査回路へ入力する信号等を生
成する。シフトレジスタ１７０４は１ライン毎のデータ
をシフトし、ラインメモリ１７０５は、シフトレジスタ
１７０４からの１ライン分のデータを変調信号発生器１
７０７に入力する。同期信号分離回路１７０６はＮＴＳ
Ｃ信号から同期信号を分離する。

【０１８６】以下、図２３の装置各部の機能を詳しく説
明する。

【０１８７】まず表示パネル１７０１は、端子Ｄｘ１な
いしＤｘｍおよび端子Ｄｙ１ないしＤｙｎ、および高圧
端子Ｈｖを介して外部の電気回路と接続されている。こ
のうち、端子Ｄｘ１ないしＤｘｍには、表示パネル１７
０１内に設けられているマルチ電子ビーム源、すなわち
ｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線された冷陰極素子を
１行（ｎ素子〉ずつ順次駆動してゆく為の走査信号が印
加される。一方、端子Ｄｙ１ないしＤｙｎには、前記走
査信号により選択された１行分のｎ個の各素子の出力電
子ビームを制御する為の変調信号が印加される。また、
高圧端子Ｈｖには、直流電圧源Ｖａより、たとえば５
［ｋＶ］の直流電圧が供給されるが、これはマルチ電子
ビーム源より出力される電子ビームに蛍光体を励起する
のに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。

【０１８８】次に、走査回路１７０２について説明す
る。同回路は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、
Ｓ₁ないしＳ_mで模式的に示されている）を備えるもの
で、各スイッチング素子は、直流電圧源Ｖｘの出力電圧
もしくは０［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を
選択し、表示パネル１７０１の端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ
と電気的に接続するものである。Ｓ₁ないしＳ_mの各スイ
ッチング素子は、制御回路１７０３が出力する制御信号
Ｔ_SCANに基づいて動作するものだが、実際にはたとえば
ＦＥＴのようなスイッチング素子を組合わせる事により
容易に構成することが可能である。なお、前記直流電圧
源Ｖｘは、図２２に例示した電子放出素子の特性に基づ
き走査されていない素子に印加される駆動電圧が閾値電
圧Ｖｔｈ電圧以下となるよう、一定電圧を出力するよう
設定されている。

【０１８９】また、制御回路１７０３は、外部より入力
する画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように
各部の動作を整合させる働きをもつものである。次に説
明する同期信号分離回路１７０６より送られる同期信号
Ｔ_SYNCに基づいて、各部に対してＴ_SCANおよびＴ_SFTお
よびＴ_MRYの各制御信号を発生する。同期信号分離回路
１７０６は、外部から入力されるＮＴＳＣ方式のテレビ
信号から、同期信号成分と輝度信号成分とを分離する為
の回路で、良く知られているように周波数分離（フィル
タ）回路を用いれば容易に構成できるものである。同期
信号分離回路１７０６により分離された同期信号は、良
く知られるように垂直同期信号と水平同期信号より成る
が、ここでは説明の便宜上、Ｔ_SYNC信号として図示し
た。一方、前記テレビ信号から分離された画像の輝度信
号成分を便宜上ＤＡＴＡ信号と表すが、同信号はシフト
レジスタ１７０４に入力される。

【０１９０】シフトレジスタ１７０４は、時系列的にシ
リアルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライ
ン毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記
制御回路１７０３より送られる制御信号ＴＳＦＴに基
づいて動作する。すなわち、制御信号ＴＳＦＴは、シ
フトレジスタ１７０４のシフトクロックであると言い換
えることもできる。シリアル／パラレル変換された画像
１ライン分（電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当
する）のデータは、Ｉ_D1ないしＩ_DNのｎ個の信号として
前記シフトレジスタ１７０４より出力される。

【０１９１】ラインメモリ１７０５は、画像１ライン分
のデータを必要時間の間だけ記億する為の記憶装置であ
り、制御回路１７０３より送られる制御信号Ｔ_MRYにし
たがって適宜Ｉ_D1ないしＩ_DNの内容を記憶する。記億さ
れた内容は、Ｉ’_D1ないしＩ’_DNとして出力され、変調
信号発生器１７０７に入力される。

【０１９２】変調信号発生器１７０７は、前記画像デー
タＩ’_D1ないしＩ’_DNの各々に応じて、電子放出素子１
０１５の各々を適切に駆動変調する為の信号源で、その
出力信号は、端子ＤｙｌないしＤｙｎを通じて表示パネ
ル１７０１内の電子放出素子１０１５に印加される。

【０１９３】図２２を用いて説明したように、本発明に
関わる表面伝導型放出素子は放出電流Ｉｅに対して以下
の基本特性を有している。ずなわち、電子放出には明確
な闘値電圧Ｖｔｈ（後述する実施例の表面伝導型放出素
子では８［Ｖ］）があり、閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧を
印加された時のみ電子放出が生じる。また、闘値電圧Ｖ
ｔｈ以上の電圧に対しては、図２２のグラフのように電
圧の変化に応じて放出電流Ｉｅも変化する。このことか
ら、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、たとえば
閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧を印加しても電子放出は生じ
ないが、閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧を印加する場合には
表面伝導型放出素子から電子ビームが出力される。その
際、パルスの波高値Ｖｍを変化させることにより出力電
子ビームの強度を制御することが可能である。また、パ
ルスの幅Ｐｗを変化させることにより出力される電子ビ
ームの電荷の総量を制御することが可能である。

【０１９４】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調
方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器１７０７として、一定長さの電圧パ
ルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜パルスの
波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いるこ
とができる。また、パルス幅変調方式を実施するに際し
ては、変調信号発生器１７０７として、一定の波高値の
電圧パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電
圧パルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路
を用いることができる。

【０１９５】シフトレジスタ１７０４やラインメモリ１
７０５は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式の
ものでも採用できる。すなわち、画像信号のシリアル／
パラレル変換や記憶が所定の速度で行われればよいから
である。

【０１９６】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１７０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号
化する必要があるが、これには同期信号分離回路１７０
６の出力部にＡ／Ｄ変換器を設ければよい。これに関連
してラインメモリ１１５の出力信号がデジタル信号かア
ナログ信号かにより、変調信号発生器に用いられる回路
が若干異なったものとなる。すなわち、デジタル信号を
用いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器１７０７に
は、例えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回
路などを付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号
発生器１７０７には、例えば高速の発振器および発振器
の出力する波数を計数する計数器（カウンタ）および計
数器の出力値と前記メモリの出力値を比較する比較器
（コンパレータ）を組み合せた回路を用いる。必要に応
じて、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を
電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅
器を付加することもできる。

【０１９７】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器１７０７には、例えばオペアンプな
どを用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてシフトレ
ベル回路などを付加することもできる。パルス幅変調方
式の場合には、例えば、電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）
を採用でき、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧まで
電圧増幅するための増幅器を付加することもできる。

【０１９８】このような構成をとりうる本発明の適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ、Ｄｙ１乃至Ｄｙｎを介して電
圧を印加することにより、電子放出が生じる。高圧端子
Ｈｖを介してメタルバック１０１９あるいは透明電極
（不図示）に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加
速された電子は、蛍光膜１０１８に衝突し、発光が生じ
て画像が形成される。

【０１９９】ここで述べた画像表示装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の思
想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号につい
てはＮＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限るも
のではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式などの他、これら
より多数の走査線からなるＴＶ信号（ＭＵＳＥ方式をは
じめとする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。

【０２００】（はしご型電子源の場合）次に、前述のは
しご型配置電子源基板およびそれを用いた画像表示装置
について図２４および図２５を用いて説明する。

【０２０１】図２４において、１１１０は電子源基板、
１１１１は電子放出素子、１１１２のＤｘ１〜Ｄｘ１０
は前記電子放出素子に接続する共通配線である。電子放
出素子１１１１は、基板１１１０上に、Ｘ方向に並列に
複数個配置される（これを素子行と呼ぶ）。この素子行
を複数個基板上に配置し、はしご型電子源基板となる。
各素子行の共通配線間に適宜駆動電圧を印加すること
で、各素子行を独立に駆動することが可能になる。すな
わち、電子ビームを放出させる素子行には閾値電圧以上
の電圧を、電子放出させない素子行には閾値電圧以下の
電圧を印加すればよい。また、各素子行間の共通配線Ｄ
ｘ２〜Ｄｘ９を、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一配線とす
るようにしてもよい。

【０２０２】図２５は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置の構造を示す図である。１１２０はグリッ
ド電極、１１２１は電子が通過するための空孔、１１２
２はＤｏｘ１、Ｄｏｘ２・・・Ｄｏｘｍよりなる容器外
端子、１１２３はグリッド電極１１２０と接統されたＧ
ｌ、Ｇ２・・・Ｇｎからなる容器外端子、１１１０は前
述のように各素子行間の共通配線を同一配線とした電子
源基板である。なお、図２４及び図２５における同一の
符号は同一の部材を示す。前述の単純マトリクス配置の
画像形成装置（図９）との違いは、電子源基板１１１０
とフェースプレート１０１７の間にグリッド電極１１２
０を備えていることである。

【０２０３】前述のパネル構造は、電子源配置が、マト
リクス配線やはしご型配置のいずれの場合でも、大気圧
構造上必要に応じて、フェースプレートとリアプレート
の間にスペーサ部材（不図示）を設ける事ができる。

【０２０４】電子源基板１１１０とフェースプレート１
０１７の中間には、グリッド電極１１２０が設けられて
いる。グリッド電極１１２０は、表面伝導型電子放出素
子から放出された電子ビームを変調することができるも
ので、はしご型配置の素子行と直交して設けられたスト
ライプ状の電極に電子ビームを通過させるため、各素子
に対応して１個ずつ円形の開口１１２１が設けられてい
る。グリッドの形状や設置位置は必ずしも図２５のよう
なものでなくともよく、開口としてメッシュ状に多数の
通過口を設けることもあり、また例えば表面伝導型電子
放出素子の周囲や近傍に設けてもよい。

【０２０５】容器外端子１１２２およびグリッド容器外
端子１１２３は、不図示の制御回路と電気的に接統され
ている。

【０２０６】本画像形成装置では、素子行を１列ずつ順
次駆動（走査）していくのと同期してグリッド電極列に
画像１ライン分の変調信号を同時に印加することによ
り、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を１
ラインずつ表示することができる。

【０２０７】また、本発明によればテレビジョン放送の
表示装置のみならずテレビ会議システム、コンピュータ
等の表示装置に適した画像形成装置を提供することがで
きる。さらには感光性ドラム等で構成された光プリンタ
ーとしての画像形成装置として用いることもできる。

【０２０８】以上説明したように、本発明によれば、ス
ペーサ部材に液相形成により低抵抗膜を付与することに
より、工程が簡便、かつ容易であり、また得られる低抵
抗膜の電気的コンタクトも良好であり、かつ、放電耐圧
も良好であるので、電子線ディスプレイの表示品位を向
上し、かつ量産性と低コスト性等を求められる作製工程
およびこれを使用する電子線装置に対して特に有効なも
のである。

【０２０９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳述
する。

【０２１０】以下に述べる各実施例においては、マルチ
電子ビーム源として、前述した、電極間の導電性微粒子
膜に電子放出部を有するタイプのｎ×ｍ個（ｎ＝３０７
２、ｍ＝１０２４）の表面伝導型放出素子を、ｍ本の行
方向配線とｎ本の列方向配線とによリマトリクス配線
（図９および図１０参照）したマルチ電子ビーム源を用
いた。

【０２１１】（実施例１：熱エネルギー吐出方式）本実
施例で用いるスペーサを以下のように作成した。

【０２１２】リアプレートと同質のソーダライムガラス
からなる母材に加熱延伸法により、断面形状として図１
（ａ）（ｂ）および図３のａ−４に示すような、巾３ｍ
ｍ、厚み０．２ｍｍで４隅に曲率半径０．０２ｍｍのＲ
を有する柱状ガラスを作成した。これを長さ４０ｍｍに
切り出してスペーサ基板ｇ１を得た。ここで、断面の曲
率半径は、１００倍の光学的顕微鏡で写真に記録し、画
像処理により背景と基板を分離して２値化し、底面（当
接面）および側面領域を除いて（トリミング処理）、円
弧をモデル形状としてフィッティングし、曲率半径を求
めた。

【０２１３】以下図２に吐出法による低抵抗膜の作成手
順を示す。図中、１０１はスペーサ基板を示し、側面お
よび端面側から見た状態を表す。吐出工程に先立って、
先ず、アセトン、ＩＰＡ、純水で化学洗浄した後、８０
℃で３０分間乾燥処理を施した後、ＵＶオゾン洗浄を施
し基板表面の有機物残基を取り除く処理を施した。

【０２１４】このスペーサ基板ｇ１の側面（４０ｍｍ×
３ｍｍの面）と底面（４０ｍｍ×０．２ｍｍの面）が交
差する基板エッジ部位に底面および側面に互いに４５度
をなす角度で、その基板ｇ１上に有機パラジウム含有溶
液（奥野製薬（株）製ＣＣＰ−４２３０）を液滴付与装
置としてバブルジェット方式を用いたインクジェット噴
射装置２０１を用い、低抵抗膜１０２の幅が４００μ
ｍ、低抵抗膜１０２の厚さが１０００Åとなるように、
液滴を付与した（図２（ａ）（ｂ）（ｃ））。

【０２１５】この時、１液滴量（１ドット）を６０μｍ
³とし、低抵抗膜の部分を形成する際は、１０回の液滴
付与を行い、低抵抗膜１０２を一辺に形成した（図２
（ｄ））。

【０２１６】これらの溶液吐出の一連の操作を他の平行
な３辺に対して行った後、１２０℃１０分間乾燥した後
３００℃１０分間加熱処理し酸化パラジウム（ＰｄＯ）
微粒子からなる低抵抗膜１０２を上下底面の２個所に図
１（ｃ）のように形成し、低抵抗膜付きスペーサ２００
を得た（図２（ｅ））。これをスペーサＡとする。この
ときの接合部近傍の断面形状は図１（ｄ）のようであ
り、低抵抗膜１０２の高さは２００μｍであった。ま
た、このとき、低抵抗膜１０２の膜厚は１０００Åであ
り表面抵抗は、１０³Ω／□であった。この後基板表面
に、帯電防止膜（高抵抗膜１０３）として、Ｃｒおよび
Ａｌのターゲットを高周波電源で同時スパッタすること
により、Ｃｒ−Ａｌ合金窒化膜を膜厚２００ｎｍ形成し
た。スパッタガスはＡｒ：Ｎ₂が１：２の混合ガスで全
圧力は約１．３×１０^-1Ｐａである。上記条件で同時成
膜した膜の面抵抗は２×１０⁹Ω／□であった。このと
きの接合部近傍の断面形状は図１（ｅ）のようであっ
た。

【０２１７】得られた、スペーサＡの低抵抗膜部分は、
光沢反射が認められた上、底面と側面の境界領域すなわ
ちエッジ部には部分的な剥がれなども無く膜の被覆性
は、良好であった。

【０２１８】本実施例では、前述した図９に示すスペー
サ１０２０を配置した表示パネルを、上記スペーサＡを
用いて作製した。以下、図９および図１５を用いて詳述
する。

【０２１９】まず、あらかじめ基板上に行方向配線電極
１０１３、列方向配線電極１０１４、電極間絶縁層（不
図示）、および表面伝導型放出素子の素子電極と導電性
薄膜を形成した基板１０１１を、リアプレート１０１５
に固定した。次に、前記スペーサＡをスペーサ１０２０
として基板１０１１の行方向配線１０１３上に等間隔
で、行方向配線１０１３と平行に固定した。

【０２２０】その後、基板１０１１の５ｍｍ上方に、内
面に蛍光膜１０１８とメタルバック１０１９が付設され
たフェースプレート１０１７を側壁１０１６を介して配
置し、リアプレート１０１５、フェースプレート１０１
７、側壁１０１６およびスペーサ１０２０の各接合部を
固定した。

【０２２１】基板１０１１とリアプレート１０１５の接
合部、リアプレート１０１５と側壁１０１６の接合部、
およびフェースプレート１０１７と側壁１０１６の接合
部は、フリットガラス（不図示）を塗布し、大気中で４
００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで封着し
た。また、スペーサ１０２０は、基板１０１１側では行
方向配線１０１３（線幅３００μｍ）上に、フェースプ
レート１０１７側ではメタルバック１０１９面上に、導
電性のフィラーあるいは金属等の導電材を混合した導電
性フリットガラス（不図示）を介して配置し、上記気密
容器の封着と同時に、大気中で４００℃乃至５００℃で
１０分以上焼成することで、接着しかつ電気的な接続も
行った。

【０２２２】なお、本実施例においては、蛍光膜１０１
８は、図１４に示すように、各色蛍光体１４０１が列方
向（Ｙ方向）に延びるストライプ形状を採用し、黒色の
導電体１０１０は各色蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）１４０１間
だけでなくＹ方向の各画素間をも分離するように配置さ
れた蛍光膜が用いられ、スペーサ１０２０は、行方向
（Ｘ方向）に平行な黒色の導電体１０１０の領域（線幅
３００μｍ）内にメタルバック１０１９を介して配置さ
れた。

【０２２３】なお、前述の封着を行う際には、各色蛍光
体１４０１と基板１０１１上に配置された各電子放出素
子１０１２とを対応させなくてはいけないため、リアプ
レート１０１５、フェースプレート１０１７およびスペ
ーサ１０２０は十分な位置合わせを行った。

【０２２４】以上のようにして完成した気密容器内を排
気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真
空度に達した後、容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜
Ｄｙｎを通じ、行方向配線電極１０１３および列方向配
線電極１０１４を介して各素子に給電して前述の通電フ
ォーミング処理と通電活性化処理を行うことによりマル
チ電子ビーム源を製造した。次に、１０^-4Ｐａ程度の真
空度で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで
溶着し外囲器（気密容器）の封止を行った。最後に、封
止後の真空度を維持するために、ゲッター処理を行っ
た。

【０２２５】以上のように完成した、図９および図１５
に示されるような表示パネルを用いた画像表示装置にお
いて、各冷陰極素子（表面伝導型放出素子）１０１２に
は、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通
じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段より
それぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバ
ック１０１９には、高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加す
ることにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜１０１８
に電子を衝突させ、各色蛍光体１４０１（図１４のＲ、
Ｇ、Ｂ）を励起・発光させることで画像を表示した。な
お、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは３［ｋＶ］〜１２
［ｋＶ］の範囲で徐々に放電が発生する限界電圧まで印
加し、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは
１４［Ｖ］とした。高圧端子Ｈｖに８ｋＶ以上の電圧を
印加して連続駆動が一時間以上可能な場合に、耐電圧は
良好と判断した。

【０２２６】このとき、スペーサＡ近傍では、耐電圧は
良好であった。さらに、スペーサＡに近い位置にある冷
陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポットも
含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、
鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこ
とは、スペーサＡを設置しても電子軌道に影響を及ぼす
ような電界の乱れは発生しなかったことを示している。

【０２２７】なお本実施例では、スペーサＡの低抵抗膜
形成に、液滴を付与する吐出法を用いたことにより、ス
ペーサ基板の接合部位付近のみに別途のパターン形成を
行わずに、パターン形成する領域のみに低抵抗膜を形成
する事ができる為、原料となる溶液の無駄を省く事がで
き、コスト的に有利である。

【０２２８】（実施例２：圧電素子吐出方式）実施例１
で使用したスペーサ基板ｇ１を使用し、液滴付与装置と
して圧電方式用いたインクジェット噴射装置６０１（図
６（ａ）参照）を用いた以外は、実施例１の作成方法と
同様にして高さ２００μｍの低抵抗膜１０２を作成し、
さらに実施例１と同様にしてスパッタによる高抵抗膜を
作成した。これをスペーサＢとする。このとき得られ
た、スペーサＢの低抵抗膜部分は、光沢反射が認められ
た上、底面と側面の境界領域すなわちエッジ部には部分
的な膜剥がれなども無く、膜の被覆性は良好であった。

【０２２９】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２３０】このとき、スペーサＢ付近の耐電圧は良好
であり、さらに、スペーサＢに近い位置にある冷陰極素
子１０１２からの放出電子による発光スポットも含め、
２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で
色再現性のよいカラー画像表示ができた。このことは、
スペーサＢを設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生しなかったことを示している。

【０２３１】（実施例３：エアーブラシ方式）実施例１
で使用したスペーサ基板ｇ１を使用し、液滴付与装置と
してエアーブラシ方式を用いたインクジェット噴射装置
（不図示）を用いた以外は、実施例１の作成方法と同様
にして高さ２００μｍの低抵抗膜を作成した。なお、エ
アーブラシ方式インクジェット噴射装置は、吐出ノズル
前面にシャッターとスリットを設け噴霧領域を制限し
た。さらに実施例１と同様にしてスパッタによる高抵抗
膜を作成した。これをスペーサＣとする。このとき、得
られたスペーサＣの低抵抗膜部分は、光沢反射が認めら
れた上、底面と側面の境界領域すなわちエッジ部には部
分的な膜剥がれなども無く、膜の被覆性は良好であっ
た。

【０２３２】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２３３】このとき、スペーサＣ付近の耐電圧は良好
であり、さらに、スペーサＣに近い位置にある冷陰極素
子１０１２からの放出電子による発光スポットも含め、
２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で
色再現性のよいカラー画像表示ができた。このことは、
スペーサＣを設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生しなかったことを示している。

【０２３４】（実施例４：マルチノズル圧電方式）実施
例１で使用したスペーサ基板ｇ１を使用し、液滴付与装
置として圧電方式を用いたインクノズルを１０個、直列
に具備したインクジェット噴射装置６０２（図６（ｂ）
参照）を用い、各辺に対する塗工回数を１回にした以外
は、実施例１の作成方法と同様にして高さ２００μｍの
低抵抗膜を作成し、さらに実施例１と同様にしてスパッ
タによる高抵抗膜を作成した。これをスペーサＤとす
る。このとき、得られたスペーサＤの低抵抗膜部分は、
光沢反射が認められた上、底面と側面の境界領域すなわ
ちエッジ部には部分的な膜剥がれなども無く、膜の被覆
性は良好であった。

【０２３５】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２３６】このとき、スペーサＤ付近の耐電圧は良好
であり、さらに、スペーサＤに近い位置にある冷陰極素
子１０１２からの放出電子による発光スポットも含め、
２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で
色再現性のよいカラー画像表示ができた。このことは、
スペーサＤを設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生しなかったことを示している。

【０２３７】（実施例５：マルチノズル圧電方式複数方
向同時吐出）実施例１で使用したスペーサ基板ｇ１を使
用し、液滴付与装置として圧電方式を用いたインクノズ
ルを直列に１０個具備したインクジェット噴射装置を同
時に４台用いた吐出装置６０３（図６（ｃ）参照）を用
いて四方から同時に噴射し、一辺の塗工回数を１回にし
４辺同時に形成した以外は、実施例１の作成方法と同様
にして高さ２００μｍの低抵抗膜を作成し、さらに実施
例１と同様にしてスパッタによる高抵抗膜を作成した。
これをスペーサＥとする。このとき、得られたスペーサ
Ｅの低抵抗膜部分は、光沢反射が認められた上、底面と
側面の境界領域すなわちエッジ部には部分的な膜剥がれ
なども無く、膜の被覆性は良好であった。

【０２３８】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２３９】このとき、スペーサＥ付近の耐電圧は良好
であり、さらに、スペーサＥに近い位置にある冷陰極素
子１０１２からの放出電子による発光スポットも含め、
２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で
色再現性のよいカラー画像表示ができた。このことは、
スペーサＥを設置しても電子軌道に影響を及ぼすような
電界の乱れは発生しなかったことを示している。

【０２４０】（実施例６：熱エネルギー方式、吐出材料
酢酸パラジウム）実施例１で使用したスペーサ基板ｇ１
を使用して、塗工溶液として酢酸パラジウムを水に０．
０５ｗｔ％含有した有機パラジウム含有溶液（酢酸パラ
ジウム−モノエタノールアミン錯体０．６６ｗｔ％（パ
ラジウム成分量０．１５ｗｔ％）、イソプロピルアルコ
ール１５ｗｔ％、水８３．２９ｗｔ％、エチレングリコ
ール１ｗｔ％、ＰＶＡ０．０５ｗｔ％）を用いた以外
は、実施例１と全く同じ方法で低抵抗膜を作成したスペ
ーサに対して、さらに実施例１と同様にしてスパッタに
よる高抵抗膜を得た。これをスペーサＦとする。このと
き、得られたスペーサＦの低抵抗膜部分は、光沢反射が
認められた上、底面と側面の境界領域すなわちエッジ部
には部分的な膜剥がれなども無く、膜の被覆性は良好で
あった。

【０２４１】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２４２】このとき、スペーサＦ近傍においても耐電
圧は良好であった。さらに、スペーサＦに近い位置にあ
る冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポッ
トも含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。こ
のことは、スペーサＦを設置しても電子軌道に影響を及
ばすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。

【０２４３】（実施例７：熱エネルギー方式スペーサ微
少Ｒ）リアプレートと同質のソーダライムガラスからな
る母材に加熱延伸法により、断面形状として巾３ｍｍ、
厚み０．２ｍｍで４隅の曲率半径４μｍの柱状ガラスを
作成した。これを長さ４０ｍｍに切り出してスペーサ基
板ｇ２を得た。この後、実施例１と同じ作成方法により
高さ２００μｍの低抵抗膜を作成し、さらに実施例１と
同様にしてスパッタによる高抵抗膜を作成した。これを
スペーサＧとする。このとき、得られたスペーサＧの低
抵抗膜部分は、光沢反射が認められた上、底面と側面の
境界領域すなわちエッジ部には部分的な膜剥がれなども
無く、膜の被覆性は良好であった。

【０２４４】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２４５】このとき、スペーサＧ近傍においても耐電
圧は良好であつた。さらに、スペーサＧに近い位置にあ
る冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポッ
トも含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。こ
のことは、スペーサＧを設置しても電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。

【０２４６】（実施例８：熱エネルギー方式スペーサア
ルミナ）底面と側面間の境界すなわち底面エッジを研磨
処理にてエッジから１０μｍの領域を４５度にテーパー
加工を行ったアルミナ基板をスペーサ基板ａ１とした。
この基板ａ１に実施例１と同じ作成方法により高さ２０
０μｍの低抵抗膜を作成し、さらに実施例１と同様にし
てスパッタによる高抵抗膜を作成した。これをスペーサ
Ｈとする。このとき、得られたスペーサＨの低抵抗膜部
分は、光沢反射が認められた上、底面と側面の境界領域
すなわちエッジ部には部分的な膜剥がれなども無く、膜
の被覆性は良好であった。

【０２４７】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２４８】このとき、スペーサＨ近傍においても耐電
圧は良好であった。さらに、スペーサＨに近い位置にあ
る冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポッ
トも含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。こ
のことは、スペーサＨを設置しても電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。

【０２４９】（実施例９：熱エネルギー方式スペーサテ
ーパー）底面と側面間の境界すなわち底面エッジを研磨
処理にてエッジから１０μｍの領域を４５度にテーパー
加工を行ったソーダライムガラス基板をスペーサ基板ｇ
３とした。この基板ｇ３に実施例１と同じ作成方法によ
り高さ２００μｍの低抵抗膜を作成し、さらに実施例１
と同様にしてスパッタによる高抵抗膜を作成した。これ
をスペーサＩとする。このとき、得られたスペーサＩの
低抵抗膜部分は、光沢反射が認められた上、底面と側面
の境界領域すなわちエッジ部には部分的な膜剥がれなど
も無く、膜の被覆性は良好であった。

【０２５０】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２５１】このとき、スペーサＩ近傍においても耐電
圧は良好であった。さらに、スペーサＩに近い位置にあ
る冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポッ
トも含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。こ
のことは、スペーサＩを設置しても電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。

【０２５２】（実施例１０：熱エネルギー方式スペーサ
直角研磨）底面と側面間の境界すなわち底面エッジを含
めて基板の全６面を研磨処理にて相互に直角に配置する
よう研磨したソーダライムガラス基板をスペーサ基板ｇ
４とした。この基板ｇ４に実施例１と同じ作成方法によ
り高さ２００μｍの低抵抗膜を作成し、さらに実施例１
と同様にしてスパッタによる高抵抗膜を作成した。これ
をスペーサＪとする。このとき、得られたスペーサＪの
低抵抗膜部分は、光沢反射が認められた上、底面と側面
の境界領域すなわちエッジ部には部分的な膜剥がれが４
０ｍｍの一稜線に３個認められ、膜の被覆性は一部不良
であった。

【０２５３】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２５４】このとき、スペーサＪ近傍においても耐電
圧は良好であった。さらに、スペーサＪに近い位置にあ
る冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポッ
トも含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。こ
のことは、スペーサＪを設置しても電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。エッジの被覆率が部分的に不良であったにもかかわ
らず発光点の乱れが認められなかったのは、残りのほと
んどの部分の低抵抗膜部分がコンタクト良好であったた
めに、低抵抗膜上端での共通電位が保たれていたためと
理解される。

【０２５５】（実施例１１：熱エネルギー方式スペーサ
ガラスファイバー）直径４００μｍ高さ３ｍｍのガラス
ファイバーの底面と側面間の境界すなわち底面エッジを
研磨処理にてエッジから１０μｍの領域を４５度にテー
パー加工を行ったソーダライムガラス基板をスペーサ基
板ｇ５とした。この基板ｇ５をファイバーの延伸軸を中
心として回転させ、吐出ヘッドを固定した以外は、実施
例１と同じ作成方法により高さ２００μｍの低抵抗膜を
作成し、さらに実施例１と同様にしてスパッタによる高
抵抗膜を作成した。これをスペーサＫとする。このと
き、得られたスペーサＫの低抵抗膜部分は、光沢反射が
認められた上、底面と側面の境界領域すなわちエッジ部
には部分的な膜剥がれなども無く、膜の被覆性は良好で
あった。

【０２５６】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２５７】このとき、スペーサＫ近傍においても耐電
圧は良好であった。さらに、スペーサＫに近い位置にあ
る冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポッ
トも含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。こ
のことは、スペーサＫを設置しても電子軌道に影響を及
ばすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。

【０２５８】（実施例１２：熱エネルギー方式、吐出材
料Ｐｔ錯体、はしご型配置電子源）実施例１で使用した
スペーサ基板ｇ１を使用して、塗工溶液として有機白金
含有溶液（酢酸白金―モノエタノールアミン錯体１．１
４ｗｔ％（白金成分量０．４ｗｔ％）、イソプロピルア
ルコール２０ｗｔ％、水７７．８１ｗｔ％、エチレング
リコール１ｗｔ％、ＰＶＡ０．０５ｗｔ％）を用い、焼
成乾燥温度を３５０℃にした事以外は、実施例１と全く
同じ方法で低抵抗膜を作成したスペーサに対して、さら
に実施例１と同様にしてスパッタによる高抵抗膜を作成
した。これをスペーサＬとする。このとき、得られたス
ペーサＬの低抵抗膜部分は、光沢反射が認められた上、
底面と側面の境界領域すなわちエッジ部には部分的な膜
剥がれなども無く、膜の被覆性は良好であった。

【０２５９】さらに、電子源基板としてはしご型配置の
電子源を用い、グリッド電極を配置した以外は実施例１
と同様にして、電子放出素子を組み込んだリアプレート
等とともに電子線放出装置（図２５）を作成し、実施例
１と同条件で、高圧印加および素子駆動を行った。

【０２６０】このとき、スペーサＬ近傍においても耐電
圧は良好であった。さらに、スペーサＬに近い位置にあ
る冷陰極素子１１１１からの放出電子による発光スポッ
トも含め、２次元状に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。こ
のことは、スペーサＬを設置しても電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。

【０２６１】（実施例１３）本実施例で使用したスペー
サＮは以下のようにして作成した。塗出工程を底面（当
接面）のみに行うこと以外は、スペーサ基板ｇ１を使用
することを含めて実施例１と同一の条件で作成した。得
られた低抵抗膜付スペーサに実施例１と同様にして高抵
抗膜を作成した。これをスペーサＮとする。このとき得
られたスペーサＮの低抵抗膜部分は、光沢反射が認めら
れた上、側面への部分的な回り込みやうねりなどまた、
膜はがれも認められず、被覆性は良好であった。低抵抗
膜作成後の底面（当接面、端面）近傍の断面図を図３０
に示す。

【０２６２】さらに実施例１と同様にして、電子放出素
子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装置
（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加およ
び素子駆動を行った。

【０２６３】このとき、スペーサＮ付近の耐電圧は良好
であり、さらに、スペーサＮに近い位置にある冷陰極素
子１０１２からの放出電子による発光スポットも含め、
２次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で
色再現性のよいカラー画像表示ができた。

【０２６４】このことは、スペーサＮを設置しても電子
軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは発生しなかった
ことを示している。

【０２６５】（比較例：気相製法スペーサ）実施例１で
使用したスペーサ基板ｇ１を使用し、低抵抗膜として、
フェースプレート、リアプレートとの接続部に接続部と
平行に、高さ２．８ｍｍ幅４２ｍｍ奥行き１．１ｍｍの
直方体ガラス製固定治具８０２を図８（ａ）（ｂ）のよ
うに前記の高さ３ｍｍのスペーサ基板ｇ１（同図８０
１）と交互に配置して、図８（ｃ）に示すような２００
μｍの帯状に１０ｎｍ厚のＴｉ膜をその後２００ｎｍ厚
のＰｔ膜（同図８０３）をどちらもスパッタにより気相
形成した。なお、上記スパッタ成膜工程を上下底面側に
２回行い図８（ｄ）のように形成した。この際、Ｔｉ膜
は、Ｐｔ膜の膜密着性を補強する下地層として必要であ
った。この後、さらに実施例１と同様にしてスパッタに
よる高抵抗膜を作成した。これをスペーサＭとする。こ
のとき、得られたスペーサＭの低抵抗膜部分は、光沢反
射が認められた上、底面と側面の境界領域すなわちエッ
ジ部には部分的な膜剥がれなども無く、膜の被覆性は良
好であった。

【０２６６】さらに、実施例１と同様にして、電子放出
素子を組み込んだリアプレート等とともに電子線放出装
置（図９）を作成し、実施例１と同条件で、高圧印加お
よび素子駆動を行った。

【０２６７】このとき、スペーサＭ近傍においても耐電
圧は良好であったが、一部、微少放電が確認された。な
お、スペーサＭに近い位置にある冷陰極素子１０１２か
らの放出電子による発光スポットも含め、２次元状に等
間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で色再現性のよ
いカラー画像表示ができた。このことは、スペーサＭを
設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは
発生しなかったことを示している。

【０２６８】以上本発明による低抵抗膜を形成した試料
Ａ〜Ｌ，Ｎおよび比較例の試料Ｍについて、作成方法、
電気的コンタクト、発光点変位、および陽極耐電圧につ
いて比較すると、試料Ａ〜Ｌ，Ｎおよび比較例の試料Ｍ
すべての試料についてそのパネル特性としての電気的コ
ンタクト、発光点変位、耐電圧は、良好であり電子放出
パネルの耐真空スペーサとして適当な低抵抗膜を形成で
きた。

【０２６９】しかしながら、比較例の試料Ｍに比べて、
本発明による試料Ａ〜Ｌ，Ｎは、製膜装置に高価な真空
減圧装置が不要であり、材料の利用効率が高いなどの、
生産プロセス上のコスト面でより有利であるという利点
を有している。さらには、比較例の試料Ｍではスパッタ
製膜におけるＰｔ膜のガラス基板との密着性の問題か
ら、基板との間に下地層を設けるためのプロセスが必要
であるが、本発明によれば、これを省略できるなどの優
位性を有している。

【０２７０】また本発明の実施例で示した吐出形成によ
る低抵抗膜に比べて、スパッタ形成膜では電子源基板お
よび陽極基板には電子放出装置として破壊されるに至ら
ない程度の微少放電が発生した。これは、吐出形成した
膜の膜厚分布が、周辺になるに従い薄くなるテーパー状
断面であるのに対して、スパッタ形成膜ではパターニン
グした末端での膜エッジは直角な断面であったり、マス
クからはがす段階でバリなどの突起がスペーサ外空間に
向かって発生する為に、電子線装置中でそれらの突起部
に電界が集中しやすい為であると思われる。

【０２７１】なお、実施例１０の試料Ｊによる耐電圧、
ビーム発光位置は、ともに他の実施例の試料と同様良好
であったが、基板エッジ部に低抵抗膜の被覆率が低い状
態が確認されており、多量生産の際の歩留まり等を考え
ると、基板エッジのＲ処理が被覆率向上の為により好ま
しい形状である事がわかる。

【０２７２】

【発明の効果】本願に係る発明によると、気密容器内に
設けるスペーサや微小部材に好適に膜を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のスペーサ基板の概略図であ
る。

【図２】本発明の一実施例のスペーサの作成工程の説明
図である。

【図３】本発明に好適に用いられるスペーサ基板の接合
部近傍の断面形状を示す図である。

【図４】本発明によるスペーサの接合部近傍の断面形状
の説明図である。

【図５】本発明の実施例のスペーサの加工に使用した加
熱延伸装置の説明図である。

【図６】本発明の実施例２，４，５で使用した溶液吐出
装置の説明図である。

【図７】本発明の実施例における溶液の吐出方向と走査
方向を説明するための図である。

【図８】比較例である気相形成低抵抗膜の作成工程を説
明するための図である。

【図９】本発明の実施例である画像表示装置の表示パネ
ルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図１０】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
一部を示す平面図である。

【図１１】図１０のマルチ電子ビーム源基板のＢ−Ｂ’
断面図である。

【図１２】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
の一例を示す図である。

【図１３】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
の別の例を示す図である。

【図１４】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
の別の例を示す図である。

【図１５】図９の表示パネルのＡ―Ａ’断面図である。

【図１６】実施例で用いた平面型の表面伝導型放出素子
の平面図及び断面図である。

【図１７】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１８】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図１９】通電活性化処理の際の印加電圧波形及び放出
電流Ｉｅ変化を示す図である。

【図２０】実施例で用いた垂直型の表面伝導型放出素子
の断面図である。

【図２１】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図２２】実施例で用いた表面伝導型放出素子の典型的
な特性を示す図である。

【図２３】本発明の実施例である画像表示装置の駆動回
路の概略構成を示すブロック図である。

【図２４】本発明の一例であるはしご型配列の電子源の
模式的平面図である。

【図２５】本発明の一例であるはしご型配列の電子源を
持つ平面型表示装置の斜視図（スペーサ不図示）であ
る。

【図２６】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す平面図である。

【図２７】従来知られたＦＥ型素子の一例を示す断面図
である。

【図２８】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す断面
図である。

【図２９】従来知られた平面型画像表示装置の、表示パ
ネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図３０】本発明の実施例１３によるスペーサの接合部
近傍の断面形状の説明図である。

【符号の説明】

１０１スペーサ基板１０２低抵抗膜１０３帯電防止膜（高抵抗膜）２００スペーサ２０１熱エネルギー方式溶液吐出装置４０１スペーサ基板の底面部４０２スペーサ基板の側面部４０３低抵抗膜５０１大型ガラス母材ブロック（スペーサ母材）５０２薄板スペーサ５０３延伸ローラー６０１圧電方式溶液吐出装置６０２マルチノズル型圧電方式溶液吐出装置６０３マルチノズル型圧電方式溶液吐出装置（複数方
向同時吐出タイプ）７０１溶液吐出装置７０２スペーサ基板の側面部７０３スペーサ基板の底面部８０１スペーサ基板８０２気相形成基板固定治具８０３気相形成低抵抗膜１０１０黒色導電材１０１１電子源基板１０１２電子放出素子１０１３行方向配線１０１４列方向配線１０１５リアプレート１０１６枠体１０１７フェースプレート１０１８蛍光膜１０１９メタルバック１０２０スペーサ１１０２，１１０３素子電極１１０４導電性薄膜１１０５電子放出部１１１３通電活性化処理により形成した薄膜１４０１蛍光体１５０１帯電防止膜（高抵抗膜）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/24 H01J 29/87 H01J 31/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に電子放出素子を含む気密容器と、
該気密容器内に設けられるスペーサとを有する電子線装
置で用いる前記スペーサの製造方法であって、前記スペ
ーサとなるスペーサ基板に膜を設ける被膜工程を有して
おり、該被膜工程は、予め側面と底面との角部に実質的
に鋭角な断面が存在しないように前処理したスペーサ基
板について、液状の膜材料を放出部から前記前処理した
箇所に向けて放出して前記スペーサ基板の前記前処理し
た箇所のうちの一部に付与する付与工程を含むことを特
徴とするスペーサの製造方法。
【請求項２】前記放出部と前記スペーサ基板の相対位
置を変更する移動工程を有する請求項１に記載のスペー
サの製造方法。
【請求項３】前記付与工程は、一つの前記放出部から
液滴の前記液状の膜材料を放出する工程を有する請求項
１または２に記載のスペーサの製造方法。
【請求項４】前記付与工程は、放出前の液状の膜材料
に気泡を発生させて前記放出部から前記液状の膜材料を
放出する工程である請求項１乃至３いずれかに記載のス
ペーサの製造方法。
【請求項５】前記付与工程は、圧電素子によって前記
放出部から前記液状の膜材料を放出する工程である請求
項１乃至３いずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項６】前記付与工程は、液状の膜材料を噴霧す
る工程を含む請求項１または２に記載のスペーサの製造
方法。
【請求項７】前記噴霧された液状の膜材料の飛翔方向
を制限して前記所定の方向に放出する請求項６に記載の
スペーサの製造方法。
【請求項８】前記付与された膜材料により前記膜を形
成する膜形成工程を更に有する請求項１乃至７いずれか
に記載のスペーサの製造方法。
【請求項９】前記液状の膜材料が、少なくとも金属元
素を含む請求項１乃至８いずれかに記載のスペーサの製
造方法。
【請求項１０】前記膜は電極である請求項１乃至９い
ずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項１１】前記放出部を複数用いて前記付与工程
を行う請求項１乃至１０いずれかに記載のスペーサの製
造方法。
【請求項１２】内部に電子放出素子を含む気密容器
と、該気密容器内に設けられるスペーサとを有する電子
線装置で用いる前記スペーサの製造方法であって、前記
スペーサとなるスペーサ基板に膜を設ける被膜工程を有
しており、該被膜工程は、予め側面と底面との角部に実
質的に鋭角な断面が存在しないように前処理したスペー
サ基板について、液状の膜材料を１滴ずつ放出部から放
出して前記スペーサ基板の前記前処理した箇所に付与す
る付与工程を含むことを特徴とするスペーサの製造方
法。
【請求項１３】前記液状の膜材料を一滴ずつ放出する
放出部を複数用いて前記付与工程を行う請求項１２に記
載のスペーサの製造方法。
【請求項１４】前記スペーサ基板の底面と側面に同時
に液状の膜材料を付与する請求項１乃至１３いずれかに
記載のスペーサの製造方法。
【請求項１５】前記スペーサ基板の前処理は、側面と
底面の間のＲ加工もしくはテーパー加工である請求項１
乃至１４いずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項１６】前記スペーサ基板の前処理は、前記膜
形成部のスペーサ基板の厚さの最大値をｔ、前記膜の高
さをｈ、前記膜の断面内周長をｓとしたとき、（ｔ²＋
４ｈ²）＜ｓ²＜（ｔ＋２ｈ）²の関係を満足するように
行われる請求項１乃至１４いずれかに記載のスペーサの
製造方法。
【請求項１７】前記スペーサ基板のＲ加工を、その曲
率半径ｒが低抵抗膜形成部のスペーサ基板の厚さの最大
値ｔの１％以上となるように行う請求項１５に記載のス
ペーサの製造方法。
【請求項１８】前記スペーサ基板のテーパー加工を、
研磨によって行う請求項１５に記載のスペーサの製造方
法。
【請求項１９】前記スペーサ基板を加熱延伸法を用い
て加工し、該加熱延伸法において、所望のスペーサ基板
の断面積をＳ₁、スペーサ母材の断面積をＳ₂としたと
き、Ｓ₂＞Ｓ₁、の関係を満足し、かつスペーサ基板の断
面と相似形状を有するスペーサ母材の両端を固定し長手
方向の一部を軟化点以上の温度に加熱するとともに、一
方の端部を加熱部位方向に速度Ｖ₁で送り出し、もう一
方の端部をＶ₁と同一方向に速度Ｖ₂で引き出す際に、こ
れらの速度が、Ｓ₁／Ｓ₂＝Ｖ₁／Ｖ₂、の関係を満たし、
上記加熱延伸後に冷却し、引き伸ばされたスペーサ母材
を所望の長さに切断する請求項１乃至１８いずれかに記
載のスペーサの製造方法。
【請求項２０】前記スペーサ基板は、ガラスまたはセ
ラミックから成る請求項１乃至１９いずれかに記載のス
ペーサの製造方法。
【請求項２１】前記膜を形成したスペーサに、更に高
抵抗膜を形成する請求項１乃至２０いずれかに記載のス
ペーサの製造方法。
【請求項２２】前記高抵抗膜は、１０⁵［Ω／□］〜
１０¹²［Ω／□］の表面抵抗値を有する請求項２１に記
載のスペーサの製造方法。
【請求項２３】前記膜の表面抵抗値が、前記高抵抗膜
の表面抵抗値の十分の一以下であり、かつ１０⁷［Ω／
□］以下である請求項２２に記載のスペーサの製造方
法。
【請求項２４】内部に電子放出素子を含む気密容器
と、該気密容器内に設けられるスペーサとを有する電子
線装置の製造方法であって、前記スペーサを、請求項１
乃至２３いずれかの製造方法により製造することを特徴
とする電子線装置の製造方法。